感震システム
【課題】設置コストおよび設置スペースを増大させずに、地震による振動とそれ以外の原因による振動とを正確に区別することが可能な、信頼性の高い感震システムを提供することを課題とする。
【解決手段】建物の揺れを感知する感震システム１を、建物に設けられ、振動を検知する複数のセンサユニット７、８と、センサユニット７、８によって同時に振動が検知された場合に、建物が揺れていると判定する、制御ユニット２と、を備え、センサユニット７、８は、制御ユニット２にカスケード接続され、センサユニット７、８に対して地震に起因する振動が与えられた場合に、センサユニット７、８が一の地震から略同一の振動を取得し得る位置に、一の人間または動物が同時にセンサユニット７、８に対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔をもって設けられる、感震システム１とした。
【解決手段】建物の揺れを感知する感震システム１を、建物に設けられ、振動を検知する複数のセンサユニット７、８と、センサユニット７、８によって同時に振動が検知された場合に、建物が揺れていると判定する、制御ユニット２と、を備え、センサユニット７、８は、制御ユニット２にカスケード接続され、センサユニット７、８に対して地震に起因する振動が与えられた場合に、センサユニット７、８が一の地震から略同一の振動を取得し得る位置に、一の人間または動物が同時にセンサユニット７、８に対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔をもって設けられる、感震システム１とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の揺れを感知する感震システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筐体内に３つの感震部を収め、そのうち２つ以上の感震部が揺れを検出したときに、制御信号を出力する感震器がある（特許文献１を参照）。
【０００３】
また、検出された加速度に係る信号を所定のフィルタにかけて異常性を判断することで、振動異常の検出制度を向上させた感震器があり（特許文献２を参照）、加速度センサの出力信号をレベル弁別し、断続的に弁別レベル以上の出力が所定時間以上にわたって得られるときに、地震による振動であると弁別する、振動の種類の弁別方法がある（特許文献３を参照）また、加速度が第１の加速度以上であるときに刻時動作を開始し、その後加速度が所定の時間以上連続して第２の加速度以上であるときに、遮断弁を用いてガスを遮断するガスメータがある（特許文献４を参照）。
【０００４】
また、地震等の異常が検出された場合に、ガスを遮断するガス遮断装置がある。
【特許文献１】特開２０００−２８７３７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６７０１号公報
【特許文献３】特開平０８−３０４５５５号公報
【特許文献４】特開２００１−５９７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、地震等の揺れを感知するために、加速度センサ等を備えた感震器が用いられている。感震器は、揺れを感知した場合に、制御信号等を出力し、外部機器に地震への対応を行わせる（例えば、ガスの供給を止める）ことで、地震発生時に建物や交通等の安全を確保する上で重要な機器である。しかし、この種の機器は、地震が発生していない時に地震が発生していると誤認したり、地震が発生している場合に地震が発生していないと誤認したりといった誤動作があると、その誤動作の影響や波及効果が大きい。例えば、人または何らかの物体が衝突したときの振動を地震の発生として誤検出してガスの供給が遮断され、ガスの供給が遮断されたガスメータを復旧するためにサービスマンなどの作業者が出動するとすれば、大きな労力と費用が必要となる。特に、ガスメータは極めて多数の個所で使用されているために、誤作動による遮断を確実に防ぐこと、即ち、システムの高い信頼性が要求される。
【０００６】
信頼性を確保するために複数のセンサを備えて２個以上のセンサが揺れを検知した場合に地震と判断する感震器等があるが、このような感震器によっても、動物によって与えられる振動や、人によって誤ってまたは悪戯で与えられる振動による誤作動の虞がある。また、このような誤作動を防ぐために、従来は、感震器をカバーで覆ったり、建物に感震器を設置するためのピットを設けたりといったことが行われてきた。しかし、このような設置方法では感震器のサイズ以上に大きな空間が必要となり、また、建物改修時に感震器を追加設置することは困難である。
【０００７】
更に、センサが設置される場所は、機械室等、外乱ノイズの大きい場所であることが多い。このような場所にセンサを配置した場合、通信距離が長くなると（例えば１０ｍ以上のケーブルを用いた通信等）、外乱ノイズの影響で通信内容の信頼性が低下し、最悪通信が不可能となるという問題が発生する。また、この問題に対処するためにシールドケーブ
ルを使用すると、ケーブルが高価となる、ケーブル径が大きくなる、等の理由で、設置コストや設置スペースの問題が生じてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、設置コストおよび設置スペースを増大させずに、地震による振動とそれ以外の原因による振動とを正確に区別することが可能な、信頼性の高い感震システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するために、複数のセンサユニットを所定の間隔をもって設けることで、設置コストおよび設置スペースを増大させずに、地震による振動とそれ以外の原因による振動とを正確に区別することが可能な、信頼性の高い感震システムを提供することを可能にした。
【００１０】
詳細には、本発明は、建物の揺れを感知する感震システムであって、前記建物に設けられ、振動を検知し、振動が与えられた場合に発生するアナログ信号をデジタル信号へ変換する複数のセンサユニットと、前記センサユニットにおいて変換されて出力されたデジタル信号を受信して、少なくとも２の前記センサユニットによって同時に振動が検知された場合に、前記建物が揺れていると判定する、判定ユニットと、を備え、前記複数のセンサユニットは、前記判定ユニットにカスケード接続され、該複数のセンサユニットに対して地震に起因する振動が与えられた場合に、該複数のセンサユニットが一の地震から略同一の振動を取得し得る位置に、一の人間または動物が同時に２以上の前記センサユニットに対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔をもって設けられる、感震システムである。
【００１１】
本発明に係る感震システムは、センサユニットによって検知された振動に基づいて建物の揺れを感知する感震システムである。本感震システムは、誤判定を防止するために、センサユニットが所定の間隔をもって設けられ、少なくとも２のセンサユニットによって同時に振動が検知された場合に建物が揺れていると判定する。このようにすることで、センサユニットの故障等に起因する誤判定を防止可能であるのみならず、動物や人によってセンサユニットに与えられた振動を建物の揺れとして誤判定することを防止することが可能である。
【００１２】
ここで、所定の間隔とは、建物の揺れのみが２以上の前記センサユニットに対して同時に振動を与え得る間隔であり、例えば、前記所定の間隔は、一の人間または動物が同時に２以上の前記センサユニットに対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔である。
【００１３】
また、前記複数のセンサユニットは、該複数のセンサユニットに対して地震に起因する振動が与えられた場合に、該複数のセンサユニットが一の地震から略同一の振動（振動波形）を取得し得る位置に設けられる。複数のセンサユニットがこのような位置に設けられることで、誤作動または誤検知を防止しつつ、異なる振動波形が取得されてしまうことを防止することが可能となる。
【００１４】
また、判定ユニットがセンサユニットより受信する信号をデジタル信号とすることで、高電圧機器等からのノイズの影響を低減させ、センサユニット同士、またはセンサユニットと判定ユニットとを、従来に比べて離れた位置に設置することが可能となる。即ち、アナログ通信を採用した場合に比べてより離れた位置に夫々のユニットを設置することが可能となり、より効果的に誤作動、誤検知を防止することが出来る。この際、各ユニット間の通信方式として、ＣＡＮ通信方式が採用されてもよい。
【００１５】
更に、複数のセンサユニットをカスケード接続することで、ユニット間の配線量を少なくすることが可能となり、既設建物で配線を配置することが出来る空間が少ない場合にも
、容易に感震ユニットを追加設置することが出来る。また、設置に必要なコストも従来に比べて少なく済ませることが可能である。
【００１６】
また、前記所定の間隔は、一のセンサユニットに与えられた、前記建物全体を揺らさない振動が、他のセンサユニットによって検知されない間隔であってもよい。即ち、本発明に係る複数のセンサユニットは、動物や人が同時に触れることができない間隔を互いにもって設置され、また、一つのセンサユニットに与えられた、地震等以外による振動が、他のセンサユニットに伝わらないか、伝わったとしても地震として誤検知されない程度に十分に減衰する間隔を互いにもって設置されることが好ましい。
【００１７】
また、前記複数のセンサユニットは、例えば、夫々独立した筐体に加速度センサが納められたセンサユニットである。センサユニットが各々独立した筐体からなることで、前記所定の間隔をおいてセンサユニットを配置することが容易となる。
【００１８】
また、前記判定ユニットは、前記複数のセンサユニットの夫々を一対一で管理する複数の処理部を有し、前記複数の処理部の夫々は、管理するセンサユニットから取得した情報を、他の処理部から取得することで、管理するセンサユニットの状態を相互に監視してもよい。
【００１９】
即ち、本発明に係る感震システムは、センサユニットごとにこのセンサユニットからの信号を受け付け、センサユニットを管理する専用の処理部を有する。そして、各処理部は、他の処理部から、他の処理部が管理するセンサユニットの情報を取得して他の処理部によって管理されるセンサユニットを監視する。このようにして、独立したセンサユニットを一対一で管理する処理部同士が、互いに管理するセンサユニットの状態を監視することで、単一の処理部が複数のセンサを管理する従来の方式に比べて、システム全体の信頼性が高まり、誤動作、誤判定の確率を非常に低い確率に抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によって、設置コストおよび設置スペースを増大させずに、地震による振動とそれ以外の原因による振動とを正確に区別することが可能な、信頼性の高い感震システムを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る感震システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る感震システムの構成を示す図である。感震システム１は、２つのセンサユニット７、８と、センサユニット７、８から取得した信号に基づいた演算を行い、必要に応じて演算結果の表示を行う制御ユニット２と、を備える。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る感震システム１の外観における構成を示す図である。本実施形態では、複数のセンサユニット７、８は、別々の筐体に収められ、建物の地下フロアの壁に設置される。ここで、２つのセンサユニット７、８は、保守等の目的のため、人がアクセス可能な位置に設ける必要があるが、本実施形態では、更に、誤判定の防止のため、少なくとも人間が両腕を広げても両方のセンサユニット７、８に同時に触れることが出来ない程度の距離（所定の間隔）をおいて設置される。また、センサユニット７、８は、この間隔をおきつつ、地震発生時に、センサユニット７、８より受信した情報に基づいてＣＰＵ３１、４１によって算出された振動波形が非類似の振動波形となってしまうことのない位置（換言すると、略同一の振動波形が得られる位置）に設けられる。また、感震システム１から出力される制御信号は、ガス供給系統の操作を行う操作盤９へ入力される。操作盤９は、ガス配管に設置された遮断弁９１の制御を行うことで、ガス器具へのガス供給
を制御する。
【００２４】
図３および図４は、本実施形態における感震システム１のセンサユニット７、８の配置を示す図である。本実施形態では、センサユニット７、８は、同一の壁または柱に、上記所定の間隔をおいて取り付けられる。ここで、センサユニット７、８は、壁や柱の同一の面に取り付けられてもよいし（図３を参照）、壁や柱の異なる面、例えば、直交する面に取り付けられてもよい（図４を参照）。即ち、センサユニット７、８をある程度離れた位置に取り付けることで、誤ってまたは悪戯で２つのセンサユニット７、８に同時に振動を与えることを出来なくしつつ、２つのセンサユニット７、８を単一の構造物（連続した一の壁や柱）に取り付けることで、２つのセンサユニット７、８から略同一の振動が得られるようにしている。特に、異なる面に取り付けられた場合には、誤ってまたは悪戯で２つのセンサユニット７、８に同時に振動を与えることがより困難である。なお、複数のセンサユニットの配置は、上記した例に限定されるものではなく、人または動物による誤検知を防止可能で、一の地震から略同一の振動が得られる位置であればよい。例えば、複数のセンサユニットは、フロア内の異なる部屋に設置されるか、または同一の部屋内の対向する壁に夫々設けられてもよい。
【００２５】
制御ユニット２は、本発明の判定ユニットに対応し、入出力部５、電源部６、および夫々のセンサユニット７、８に一対一で対応する２つの処理部３、４を備える。更に詳細には、処理部３、４は、センサユニット７、８と通信を行うためのＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信ユニット３４、４４と、センサユニット７、８より受信した加速度信号等に基づいてＳＩ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）値演算処理等を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１、４１と、システム時刻を出力する時計３２、４２と、地震発生時に演算された振動波形を記憶する波形記憶用メモリ３３、４３と、を有する。
【００２６】
ＣＰＵ３１、４１は、センサユニット７、８より受信した情報に基づいて、各種演算を行う。ＣＰＵ３１、４１によって算出される情報としては、ＳＩ値、２軸加速度のベクトル合成値、振動波形等がある。更に、ＣＰＵ３１、４１は、センサユニット７、８より各種ステータス情報を取得する。ここでＣＰＵ３１、４１は、他のＣＰＵ４１、３１から（即ち、ＣＰＵ３１はＣＰＵ４１から、ＣＰＵ４１はＣＰＵ３１から）、自己の管理対象ではないセンサユニット７、８のステータス情報等を取得することで、他のＣＰＵ４１、３１およびセンサユニット７、８の状態を把握、異常が発生していないか否かを判定する相互故障監視処理を行う。相互故障監視処理としては、ＣＰＵ３１、４１が互いに定期的にデータの送受信を行い、相手ＣＰＵからの通信がなかった場合に故障を判断する処理や、ＣＰＵ３１、４１が同一処理を実行し、結果を互いに送信して相手ＣＰＵの結果が異なっていた場合には何れかが故障していると判断する処理等が実行される。このようにして、夫々のＣＰＵ３１、４１が他のＣＰＵ４１、３１およびセンサユニット７、８の状態を監視することで、相互監視が行われる。
【００２７】
入出力部５は、バーグラフ加速度表示器５１、バーグラフＳＩ値表示器５２、インジケータ（警報／故障ランプ）５３、警報出力部５４、制御信号出力部５５、リセットスイッチ５６、テスト遮断スイッチ５７、およびＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）接続端子５８を有する。なお、入出力部５は、ＣＰＵ３１、４１によって制御される。バーグラフ加速度表示器５１およびバーグラフＳＩ値表示器５２は、一列に並んだＬＥＤの点灯個数によって、ＣＰＵ３１、４１によって算出された水平２軸の加速度のベクトル値およびＳＩ値を表示する。但し、加速度およびＳＩ値の表示方法は、液晶画面による表示など、その他の方法であってもよい。
【００２８】
インジケータ５３は、警報または故障を示すためのＬＥＤを点灯または点滅させること
で、地震等に起因する建物の揺れが感知されたこと、または感震システム１の何れかの部分が故障したことをユーザに知らせる。警報出力部５４は、加速度またはＳＩ値が所定の閾値を超えた場合に、警報音を鳴らす等の方法で、警報を出力する。制御信号出力部５５は、後述する建物の揺れを感知する処理において地震等が発生し建物が揺れていると判定された場合に、ガス供給システム等に対して、地震発生時の制御を行うよう制御信号を出力する。地震発生を示す制御信号を受けたガス供給系統の操作を行う操作盤９は、ガス配管に設置された遮断弁９１に遮断信号を送信し、ガス器具へのガス供給を遮断させる。
【００２９】
リセットスイッチ５６は、警報出力部５４によって出力された警報を止めるか、または点灯したインジケータ５３の警報ＬＥＤを消灯するためのスイッチである。テスト遮断スイッチ５７は、テスト目的で手動で警報を出力するためのスイッチであり、ＵＳＢ接続端子５８は、ＰＣを制御ユニット２に接続し、設定情報等の各種情報を入出力するために設けられた端子である。即ち、システムの管理者は、システムの保守作業時に、ＵＳＢ接続端子５８を介してＰＣを接続し、設定等の作業を行う。
【００３０】
電源部６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１、バックアップ用電池６２、および電源回路６３を有する。ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、建物に供給される商用電力をコンセント等から取得し、直流電流に変換して制御ユニット２の動力源とする。バックアップ用電池６２は、災害、人災等の要因による商用電力の供給停止に遭遇した場合にも、感震システム１が停止することがないように、感震システム１へ電力を供給する。電源回路６３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１によって直流電流に変換された１２Ｖの電流を５Ｖの直流電流に変換し、制御ユニット２の各構成に電力を供給する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１またはバックアップ用電池６２からの電力は、電源ラインを介して各センサユニット７、８へ送られる。
【００３１】
本実施形態では、センサユニット７、８同士は、所定の間隔をもって設置されるが、従来、センサユニット７、８間およびセンサユニット７、８と制御ユニット２との間の通信にはアナログ信号の送受信が用いられていたため、ノイズによる影響を受け易く、これらのユニットを互いに離れた箇所に設置するのは困難であった。特に、建物内または近辺に高電圧機器が設置されている場合、この高電圧機器から受けるノイズによって、検出値に影響を受ける可能性が高い。そこで、本実施形態では、センサユニット７、８間およびセンサユニット７、８と制御ユニット２との間の通信にＣＡＮ通信を採用することで、これらのユニットを上記所定の間隔をもって設置した場合でも、ノイズの影響を受けにくくしている。
【００３２】
即ち、本実施形態では、センサによって検出された信号はデジタル情報に変換され、ＣＡＮ通信ラインで送受信されるため、アナログ信号を送受信する従来のシステムに比べてノイズに強く、センサユニット７、８同士、またはセンサユニット７、８と制御ユニット２とを従来に比べて離れた箇所に設置することが可能となっている。また、複数のセンサユニット７、８は、ＣＡＮ通信ラインによって数珠繋ぎ、所謂カスケード接続されるため、制御ユニット２にセンサユニット数分の通信ラインを接続することなく、省スペースでシステムを設置することが可能である。
【００３３】
センサユニット７、８は、夫々、２軸加速度センサ７５、８５、ローパスフィルタ７４、８４、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３、ＣＰＵ７２、８２、ＣＡＮ通信ユニット７１、８１、および電源回路７６、８６を備える。２軸加速度センサ７５、８５は、Ｘ軸方向の加速度を検知する加速度センサと、Ｙ軸方向の加速度を検知する加速度センサとを有し、Ｘ軸方向の加速度およびＹ軸方向の加速度をアナログ信号で出力する。ローパスフィルタ７４、８４は、カットオフ周波数が３０Ｈｚに設定されたフィルタであり、２軸加速度センサ７５、８５から出力された信号のうち、３０Ｈｚ以上の振動波形をカットすることで、
２軸加速度センサから出力されたアナログ信号をサンプリングによってデジタル信号へ変換する際に生じるエイリアスの問題を回避する。Ａ／Ｄコンバータ７３、８３は、フィルタリング後のアナログ信号をサンプリング周波数１００Ｈｚでサンプリングすることで、デジタル信号へ変換する。
【００３４】
センサユニット７、８に設けられたＣＰＵ７２、８２は、ローパスフィルタ７４、８４、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３を介して入力された加速度信号を送信形式に整形し、ＣＡＮ通信ユニット７１、８１を介してＣＡＮ通信ラインへ送出する。また、ＣＰＵ７２、８２は、システム起動時に設置状態でのセンサの出力電圧を計測し、正常電圧範囲（本実施形態では、２−３Ｖ）の外である場合に取付け不良と判断する処理や、センサに供給される電源の電圧を測定し、正常電圧範囲（本実施形態では、４．７４−５．２５Ｖ）外である場合に電源電圧の異常と判断する処理、センサの出力電圧を測定し、正常電圧範囲（本実施形態では、０．５−４．５Ｖ）外である場合は電源電圧の異常と判断する処理等、センサユニット７、８の各構成から得られた情報を、予め保持する正常値の範囲等と比較してセンサの診断処理を行うことで、センサユニット７、８を自己診断機能つきのセンサユニット７、８として動作させる。電源回路７６、８６は、センサユニット７、８の動作に必要な電源を電源ラインより取得し、５Ｖの直流電流に変換して、センサユニット７、８の各動作部に供給する。
【００３５】
図５は、本実施形態に係る感震システム１が建物の揺れを感知する処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートに示された処理は、感震システム１の電源が投入され、起動時の自己診断処理が終了し、感震システム１の起動が完了した後に繰り返し実行される。また、本フローチャートには、複数のセンサユニット７、８および処理部３、４において平行して揺れの感知処理が実行される様子が示されている。
【００３６】
ステップＳ１０１からステップＳ１０３では、水平２方向の振動にともなって加速度信号がセンサより出力され、出力された加速度信号が整形される。２軸加速度センサ７５、８５は、水平２方向の振動に伴って発生したアナログ信号をローパスフィルタ７４、８４へ出力する（ステップＳ１０１）。ローパスフィルタ７４、８４は、その後の演算において使用される所定の周波数以上の振動をカットする（ステップＳ１０２）。本実施形態では、３０Ｈｚ以上の振動がカットされる。そして、ローパスフィルタ７４、８４を通過したアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３に入力され、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３によってデジタル信号へ変換される（ステップＳ１０３）。加速度信号がＡ／Ｄコンバータ７３、８３によってデジタル信号へ変換されることで、その後のＣＰＵ７２、８２での処理およびＣＡＮ通信による情報送信が可能となる。その後、処理はステップＳ１０４へ進む。
【００３７】
ステップＳ１０４では、２軸加速度センサ７５、８５の故障診断が行われる。ＣＰＵ７２、８２は、入力された加速度信号に基づいて、２軸加速度センサ７５、８５が正常に作動しているか否かを判定する。入力された加速度信号が正常であり、センサの故障がないと判定された場合、ＣＰＵ７２、８２は、ＣＡＮ通信ユニット７１、８１を介して、加速度信号に基づく加速度情報を制御ユニット２へ送信する（ステップＳ１０５）。
【００３８】
ステップＳ１０６以降の処理は、制御ユニット２において実行される処理である。ステップＳ１０６では、ＣＡＮ通信ラインを介して受信された加速度情報が、デジタルハイパスフィルタにかけられる。ＣＰＵ３１、４１は、ＲＯＭ（図示は省略する）からフィルタソフトウェアを読み出して実行することで、加速度情報から取り出した加速度信号から、所定の周波数以下の振動をカットする。本実施形態において、ハイパスフィルタはソフトウェアを実行するＣＰＵ３１、４１によって実現される。このため、デジタルフィルタによるカットオフ周波数は、システム設置後において長周期側の必要周波数を変更する場合
でも、ソフトウェアの書き替えによって変更することが可能である。なお、本実施形態では、０．０５Ｈｚ以下の振動がカットされる。
【００３９】
ステップＳ１０７では、システムの故障診断が行われる。制御ユニット２のＣＰＵ３１、４１は、他のＣＰＵ４１、３１から加速度情報およびセンサユニット７、８のステータス情報を受け取り、この情報の内容をチェックすることで、ＣＰＵ３１、４１間での通信による作動監視、およびセンサユニット７、８との通信の監視を行い、システムの故障診断を行う。
【００４０】
ステップＳ１０８からステップＳ１１０では、ＳＩ値および加速度レベルに基づいた振動判定が行われる。ＣＰＵ３１、４１は、加速度情報に基づいてＳＩ値および加速度レベルを算出し、算出されたＳＩ値または加速度の何れか片方以上が所定の閾値以上である場合に、振動判定の結果を真（ＴＲＵＥ）として出力する。算出されたＳＩ値および加速度がいずれも所定の閾値以下である場合、ＣＰＵ３１、４１は、振動判定の結果を偽（ＦＡＬＳＥ）として出力する。
【００４１】
ステップＳ１１１およびステップＳ１１２では、閾値以上であると判定された振動が、建物の揺れに起因する振動であるか否かが判定され、警報が出力される。ＣＰＵ３１、４１は、他のＣＰＵ４１、３１から出力された振動判定の結果と、自己の振動判定の結果のＡＮＤを取り（ステップＳ１１１）、結果が真である場合、即ち、双方のセンサによって検出された加速度に基づく振動判定が何れも真であった場合に、建物が揺れていると判定し、警報および制御信号を出力する（ステップＳ１１２）。ここで、制御信号とは、ガス供給管の弁を開閉する装置に対して送信される供給停止信号等である。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
【００４２】
なお、本実施形態では、センサユニットが２つである場合について説明したが、センサユニットが３以上ある場合（図２の破線で示されたセンサユニットを参照）は、所定の数（例えば２）以上のＣＰＵにおいて振動判定が真となったことを建物が揺れていると判定する基準としてもよいし、全てのＣＰＵにおいて振動判定が真となったことを建物が揺れていると判定する基準としてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、センサユニット７、８は、地下フロアの壁に設けられることとしているが、複数のセンサユニットは、地下以外のフロアに設けられてもよいし、建物内の異なるフロアに分散されて設置されてもよい。また、同一のフロアに設けられる場合には、異なる部屋に分散されて設けられてもよい。
【００４４】
本実施形態では、センサユニット７、８間の通信およびセンサユニット７、８と制御ユニット２との間の通信にＣＡＮ通信が採用され、カスケード接続が可能となっているため、通信ラインを設置するために必要なスペースが従来のシステムに比べて省スペースで済む。このため、既設の建物にシステムを追加する場合に有利である。例えば、通信ラインを設置するためのパイプシャフトの残りスペースが少ない場合でも、本実施形態に係る感震システム１であれば設置することが出来る。また、設置に必要な工数および費用も少なくて済むため、従来のシステムに比べてコスト面においても有利である。
【００４５】
また、本実施形態に係る感震システム１に拠れば、制御ユニット２内の複数のＣＰＵ３１、４１が、複数のセンサユニット７、８の正常稼働について相互監視を行うため、誤動作、誤判定の確率を低減させ、高い信頼性を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態に係る感震システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る感震システムの外観における構成を示す図である。
【図３】実施形態において感震システムのセンサユニットを同一の壁面に配置した状態を示す図である。
【図４】実施形態において感震システムのセンサユニットを直交する壁面に配置した状態を示す図である。
【図５】実施形態に係る感震システムが建物の揺れを感知する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１ 感震システム
２ 制御ユニット
３、４ 処理部
５ 入出力部
６ 電源部
７、８ センサユニット
９ 操作盤
３１、４１ ＣＰＵ
５５ 制御信号出力部
７２、８２ ＣＰＵ
７３、８３ Ａ／Ｄコンバータ
７５、８５ ２軸加速度センサ
９１ 遮断弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の揺れを感知する感震システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筐体内に３つの感震部を収め、そのうち２つ以上の感震部が揺れを検出したときに、制御信号を出力する感震器がある（特許文献１を参照）。
【０００３】
また、検出された加速度に係る信号を所定のフィルタにかけて異常性を判断することで、振動異常の検出制度を向上させた感震器があり（特許文献２を参照）、加速度センサの出力信号をレベル弁別し、断続的に弁別レベル以上の出力が所定時間以上にわたって得られるときに、地震による振動であると弁別する、振動の種類の弁別方法がある（特許文献３を参照）また、加速度が第１の加速度以上であるときに刻時動作を開始し、その後加速度が所定の時間以上連続して第２の加速度以上であるときに、遮断弁を用いてガスを遮断するガスメータがある（特許文献４を参照）。
【０００４】
また、地震等の異常が検出された場合に、ガスを遮断するガス遮断装置がある。
【特許文献１】特開２０００−２８７３７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６７０１号公報
【特許文献３】特開平０８−３０４５５５号公報
【特許文献４】特開２００１−５９７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、地震等の揺れを感知するために、加速度センサ等を備えた感震器が用いられている。感震器は、揺れを感知した場合に、制御信号等を出力し、外部機器に地震への対応を行わせる（例えば、ガスの供給を止める）ことで、地震発生時に建物や交通等の安全を確保する上で重要な機器である。しかし、この種の機器は、地震が発生していない時に地震が発生していると誤認したり、地震が発生している場合に地震が発生していないと誤認したりといった誤動作があると、その誤動作の影響や波及効果が大きい。例えば、人または何らかの物体が衝突したときの振動を地震の発生として誤検出してガスの供給が遮断され、ガスの供給が遮断されたガスメータを復旧するためにサービスマンなどの作業者が出動するとすれば、大きな労力と費用が必要となる。特に、ガスメータは極めて多数の個所で使用されているために、誤作動による遮断を確実に防ぐこと、即ち、システムの高い信頼性が要求される。
【０００６】
信頼性を確保するために複数のセンサを備えて２個以上のセンサが揺れを検知した場合に地震と判断する感震器等があるが、このような感震器によっても、動物によって与えられる振動や、人によって誤ってまたは悪戯で与えられる振動による誤作動の虞がある。また、このような誤作動を防ぐために、従来は、感震器をカバーで覆ったり、建物に感震器を設置するためのピットを設けたりといったことが行われてきた。しかし、このような設置方法では感震器のサイズ以上に大きな空間が必要となり、また、建物改修時に感震器を追加設置することは困難である。
【０００７】
更に、センサが設置される場所は、機械室等、外乱ノイズの大きい場所であることが多い。このような場所にセンサを配置した場合、通信距離が長くなると（例えば１０ｍ以上のケーブルを用いた通信等）、外乱ノイズの影響で通信内容の信頼性が低下し、最悪通信が不可能となるという問題が発生する。また、この問題に対処するためにシールドケーブ
ルを使用すると、ケーブルが高価となる、ケーブル径が大きくなる、等の理由で、設置コストや設置スペースの問題が生じてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、設置コストおよび設置スペースを増大させずに、地震による振動とそれ以外の原因による振動とを正確に区別することが可能な、信頼性の高い感震システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するために、複数のセンサユニットを所定の間隔をもって設けることで、設置コストおよび設置スペースを増大させずに、地震による振動とそれ以外の原因による振動とを正確に区別することが可能な、信頼性の高い感震システムを提供することを可能にした。
【００１０】
詳細には、本発明は、建物の揺れを感知する感震システムであって、前記建物に設けられ、振動を検知し、振動が与えられた場合に発生するアナログ信号をデジタル信号へ変換する複数のセンサユニットと、前記センサユニットにおいて変換されて出力されたデジタル信号を受信して、少なくとも２の前記センサユニットによって同時に振動が検知された場合に、前記建物が揺れていると判定する、判定ユニットと、を備え、前記複数のセンサユニットは、前記判定ユニットにカスケード接続され、該複数のセンサユニットに対して地震に起因する振動が与えられた場合に、該複数のセンサユニットが一の地震から略同一の振動を取得し得る位置に、一の人間または動物が同時に２以上の前記センサユニットに対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔をもって設けられる、感震システムである。
【００１１】
本発明に係る感震システムは、センサユニットによって検知された振動に基づいて建物の揺れを感知する感震システムである。本感震システムは、誤判定を防止するために、センサユニットが所定の間隔をもって設けられ、少なくとも２のセンサユニットによって同時に振動が検知された場合に建物が揺れていると判定する。このようにすることで、センサユニットの故障等に起因する誤判定を防止可能であるのみならず、動物や人によってセンサユニットに与えられた振動を建物の揺れとして誤判定することを防止することが可能である。
【００１２】
ここで、所定の間隔とは、建物の揺れのみが２以上の前記センサユニットに対して同時に振動を与え得る間隔であり、例えば、前記所定の間隔は、一の人間または動物が同時に２以上の前記センサユニットに対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔である。
【００１３】
また、前記複数のセンサユニットは、該複数のセンサユニットに対して地震に起因する振動が与えられた場合に、該複数のセンサユニットが一の地震から略同一の振動（振動波形）を取得し得る位置に設けられる。複数のセンサユニットがこのような位置に設けられることで、誤作動または誤検知を防止しつつ、異なる振動波形が取得されてしまうことを防止することが可能となる。
【００１４】
また、判定ユニットがセンサユニットより受信する信号をデジタル信号とすることで、高電圧機器等からのノイズの影響を低減させ、センサユニット同士、またはセンサユニットと判定ユニットとを、従来に比べて離れた位置に設置することが可能となる。即ち、アナログ通信を採用した場合に比べてより離れた位置に夫々のユニットを設置することが可能となり、より効果的に誤作動、誤検知を防止することが出来る。この際、各ユニット間の通信方式として、ＣＡＮ通信方式が採用されてもよい。
【００１５】
更に、複数のセンサユニットをカスケード接続することで、ユニット間の配線量を少なくすることが可能となり、既設建物で配線を配置することが出来る空間が少ない場合にも
、容易に感震ユニットを追加設置することが出来る。また、設置に必要なコストも従来に比べて少なく済ませることが可能である。
【００１６】
また、前記所定の間隔は、一のセンサユニットに与えられた、前記建物全体を揺らさない振動が、他のセンサユニットによって検知されない間隔であってもよい。即ち、本発明に係る複数のセンサユニットは、動物や人が同時に触れることができない間隔を互いにもって設置され、また、一つのセンサユニットに与えられた、地震等以外による振動が、他のセンサユニットに伝わらないか、伝わったとしても地震として誤検知されない程度に十分に減衰する間隔を互いにもって設置されることが好ましい。
【００１７】
また、前記複数のセンサユニットは、例えば、夫々独立した筐体に加速度センサが納められたセンサユニットである。センサユニットが各々独立した筐体からなることで、前記所定の間隔をおいてセンサユニットを配置することが容易となる。
【００１８】
また、前記判定ユニットは、前記複数のセンサユニットの夫々を一対一で管理する複数の処理部を有し、前記複数の処理部の夫々は、管理するセンサユニットから取得した情報を、他の処理部から取得することで、管理するセンサユニットの状態を相互に監視してもよい。
【００１９】
即ち、本発明に係る感震システムは、センサユニットごとにこのセンサユニットからの信号を受け付け、センサユニットを管理する専用の処理部を有する。そして、各処理部は、他の処理部から、他の処理部が管理するセンサユニットの情報を取得して他の処理部によって管理されるセンサユニットを監視する。このようにして、独立したセンサユニットを一対一で管理する処理部同士が、互いに管理するセンサユニットの状態を監視することで、単一の処理部が複数のセンサを管理する従来の方式に比べて、システム全体の信頼性が高まり、誤動作、誤判定の確率を非常に低い確率に抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によって、設置コストおよび設置スペースを増大させずに、地震による振動とそれ以外の原因による振動とを正確に区別することが可能な、信頼性の高い感震システムを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る感震システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る感震システムの構成を示す図である。感震システム１は、２つのセンサユニット７、８と、センサユニット７、８から取得した信号に基づいた演算を行い、必要に応じて演算結果の表示を行う制御ユニット２と、を備える。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る感震システム１の外観における構成を示す図である。本実施形態では、複数のセンサユニット７、８は、別々の筐体に収められ、建物の地下フロアの壁に設置される。ここで、２つのセンサユニット７、８は、保守等の目的のため、人がアクセス可能な位置に設ける必要があるが、本実施形態では、更に、誤判定の防止のため、少なくとも人間が両腕を広げても両方のセンサユニット７、８に同時に触れることが出来ない程度の距離（所定の間隔）をおいて設置される。また、センサユニット７、８は、この間隔をおきつつ、地震発生時に、センサユニット７、８より受信した情報に基づいてＣＰＵ３１、４１によって算出された振動波形が非類似の振動波形となってしまうことのない位置（換言すると、略同一の振動波形が得られる位置）に設けられる。また、感震システム１から出力される制御信号は、ガス供給系統の操作を行う操作盤９へ入力される。操作盤９は、ガス配管に設置された遮断弁９１の制御を行うことで、ガス器具へのガス供給
を制御する。
【００２４】
図３および図４は、本実施形態における感震システム１のセンサユニット７、８の配置を示す図である。本実施形態では、センサユニット７、８は、同一の壁または柱に、上記所定の間隔をおいて取り付けられる。ここで、センサユニット７、８は、壁や柱の同一の面に取り付けられてもよいし（図３を参照）、壁や柱の異なる面、例えば、直交する面に取り付けられてもよい（図４を参照）。即ち、センサユニット７、８をある程度離れた位置に取り付けることで、誤ってまたは悪戯で２つのセンサユニット７、８に同時に振動を与えることを出来なくしつつ、２つのセンサユニット７、８を単一の構造物（連続した一の壁や柱）に取り付けることで、２つのセンサユニット７、８から略同一の振動が得られるようにしている。特に、異なる面に取り付けられた場合には、誤ってまたは悪戯で２つのセンサユニット７、８に同時に振動を与えることがより困難である。なお、複数のセンサユニットの配置は、上記した例に限定されるものではなく、人または動物による誤検知を防止可能で、一の地震から略同一の振動が得られる位置であればよい。例えば、複数のセンサユニットは、フロア内の異なる部屋に設置されるか、または同一の部屋内の対向する壁に夫々設けられてもよい。
【００２５】
制御ユニット２は、本発明の判定ユニットに対応し、入出力部５、電源部６、および夫々のセンサユニット７、８に一対一で対応する２つの処理部３、４を備える。更に詳細には、処理部３、４は、センサユニット７、８と通信を行うためのＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信ユニット３４、４４と、センサユニット７、８より受信した加速度信号等に基づいてＳＩ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）値演算処理等を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１、４１と、システム時刻を出力する時計３２、４２と、地震発生時に演算された振動波形を記憶する波形記憶用メモリ３３、４３と、を有する。
【００２６】
ＣＰＵ３１、４１は、センサユニット７、８より受信した情報に基づいて、各種演算を行う。ＣＰＵ３１、４１によって算出される情報としては、ＳＩ値、２軸加速度のベクトル合成値、振動波形等がある。更に、ＣＰＵ３１、４１は、センサユニット７、８より各種ステータス情報を取得する。ここでＣＰＵ３１、４１は、他のＣＰＵ４１、３１から（即ち、ＣＰＵ３１はＣＰＵ４１から、ＣＰＵ４１はＣＰＵ３１から）、自己の管理対象ではないセンサユニット７、８のステータス情報等を取得することで、他のＣＰＵ４１、３１およびセンサユニット７、８の状態を把握、異常が発生していないか否かを判定する相互故障監視処理を行う。相互故障監視処理としては、ＣＰＵ３１、４１が互いに定期的にデータの送受信を行い、相手ＣＰＵからの通信がなかった場合に故障を判断する処理や、ＣＰＵ３１、４１が同一処理を実行し、結果を互いに送信して相手ＣＰＵの結果が異なっていた場合には何れかが故障していると判断する処理等が実行される。このようにして、夫々のＣＰＵ３１、４１が他のＣＰＵ４１、３１およびセンサユニット７、８の状態を監視することで、相互監視が行われる。
【００２７】
入出力部５は、バーグラフ加速度表示器５１、バーグラフＳＩ値表示器５２、インジケータ（警報／故障ランプ）５３、警報出力部５４、制御信号出力部５５、リセットスイッチ５６、テスト遮断スイッチ５７、およびＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）接続端子５８を有する。なお、入出力部５は、ＣＰＵ３１、４１によって制御される。バーグラフ加速度表示器５１およびバーグラフＳＩ値表示器５２は、一列に並んだＬＥＤの点灯個数によって、ＣＰＵ３１、４１によって算出された水平２軸の加速度のベクトル値およびＳＩ値を表示する。但し、加速度およびＳＩ値の表示方法は、液晶画面による表示など、その他の方法であってもよい。
【００２８】
インジケータ５３は、警報または故障を示すためのＬＥＤを点灯または点滅させること
で、地震等に起因する建物の揺れが感知されたこと、または感震システム１の何れかの部分が故障したことをユーザに知らせる。警報出力部５４は、加速度またはＳＩ値が所定の閾値を超えた場合に、警報音を鳴らす等の方法で、警報を出力する。制御信号出力部５５は、後述する建物の揺れを感知する処理において地震等が発生し建物が揺れていると判定された場合に、ガス供給システム等に対して、地震発生時の制御を行うよう制御信号を出力する。地震発生を示す制御信号を受けたガス供給系統の操作を行う操作盤９は、ガス配管に設置された遮断弁９１に遮断信号を送信し、ガス器具へのガス供給を遮断させる。
【００２９】
リセットスイッチ５６は、警報出力部５４によって出力された警報を止めるか、または点灯したインジケータ５３の警報ＬＥＤを消灯するためのスイッチである。テスト遮断スイッチ５７は、テスト目的で手動で警報を出力するためのスイッチであり、ＵＳＢ接続端子５８は、ＰＣを制御ユニット２に接続し、設定情報等の各種情報を入出力するために設けられた端子である。即ち、システムの管理者は、システムの保守作業時に、ＵＳＢ接続端子５８を介してＰＣを接続し、設定等の作業を行う。
【００３０】
電源部６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１、バックアップ用電池６２、および電源回路６３を有する。ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、建物に供給される商用電力をコンセント等から取得し、直流電流に変換して制御ユニット２の動力源とする。バックアップ用電池６２は、災害、人災等の要因による商用電力の供給停止に遭遇した場合にも、感震システム１が停止することがないように、感震システム１へ電力を供給する。電源回路６３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１によって直流電流に変換された１２Ｖの電流を５Ｖの直流電流に変換し、制御ユニット２の各構成に電力を供給する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１またはバックアップ用電池６２からの電力は、電源ラインを介して各センサユニット７、８へ送られる。
【００３１】
本実施形態では、センサユニット７、８同士は、所定の間隔をもって設置されるが、従来、センサユニット７、８間およびセンサユニット７、８と制御ユニット２との間の通信にはアナログ信号の送受信が用いられていたため、ノイズによる影響を受け易く、これらのユニットを互いに離れた箇所に設置するのは困難であった。特に、建物内または近辺に高電圧機器が設置されている場合、この高電圧機器から受けるノイズによって、検出値に影響を受ける可能性が高い。そこで、本実施形態では、センサユニット７、８間およびセンサユニット７、８と制御ユニット２との間の通信にＣＡＮ通信を採用することで、これらのユニットを上記所定の間隔をもって設置した場合でも、ノイズの影響を受けにくくしている。
【００３２】
即ち、本実施形態では、センサによって検出された信号はデジタル情報に変換され、ＣＡＮ通信ラインで送受信されるため、アナログ信号を送受信する従来のシステムに比べてノイズに強く、センサユニット７、８同士、またはセンサユニット７、８と制御ユニット２とを従来に比べて離れた箇所に設置することが可能となっている。また、複数のセンサユニット７、８は、ＣＡＮ通信ラインによって数珠繋ぎ、所謂カスケード接続されるため、制御ユニット２にセンサユニット数分の通信ラインを接続することなく、省スペースでシステムを設置することが可能である。
【００３３】
センサユニット７、８は、夫々、２軸加速度センサ７５、８５、ローパスフィルタ７４、８４、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３、ＣＰＵ７２、８２、ＣＡＮ通信ユニット７１、８１、および電源回路７６、８６を備える。２軸加速度センサ７５、８５は、Ｘ軸方向の加速度を検知する加速度センサと、Ｙ軸方向の加速度を検知する加速度センサとを有し、Ｘ軸方向の加速度およびＹ軸方向の加速度をアナログ信号で出力する。ローパスフィルタ７４、８４は、カットオフ周波数が３０Ｈｚに設定されたフィルタであり、２軸加速度センサ７５、８５から出力された信号のうち、３０Ｈｚ以上の振動波形をカットすることで、
２軸加速度センサから出力されたアナログ信号をサンプリングによってデジタル信号へ変換する際に生じるエイリアスの問題を回避する。Ａ／Ｄコンバータ７３、８３は、フィルタリング後のアナログ信号をサンプリング周波数１００Ｈｚでサンプリングすることで、デジタル信号へ変換する。
【００３４】
センサユニット７、８に設けられたＣＰＵ７２、８２は、ローパスフィルタ７４、８４、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３を介して入力された加速度信号を送信形式に整形し、ＣＡＮ通信ユニット７１、８１を介してＣＡＮ通信ラインへ送出する。また、ＣＰＵ７２、８２は、システム起動時に設置状態でのセンサの出力電圧を計測し、正常電圧範囲（本実施形態では、２−３Ｖ）の外である場合に取付け不良と判断する処理や、センサに供給される電源の電圧を測定し、正常電圧範囲（本実施形態では、４．７４−５．２５Ｖ）外である場合に電源電圧の異常と判断する処理、センサの出力電圧を測定し、正常電圧範囲（本実施形態では、０．５−４．５Ｖ）外である場合は電源電圧の異常と判断する処理等、センサユニット７、８の各構成から得られた情報を、予め保持する正常値の範囲等と比較してセンサの診断処理を行うことで、センサユニット７、８を自己診断機能つきのセンサユニット７、８として動作させる。電源回路７６、８６は、センサユニット７、８の動作に必要な電源を電源ラインより取得し、５Ｖの直流電流に変換して、センサユニット７、８の各動作部に供給する。
【００３５】
図５は、本実施形態に係る感震システム１が建物の揺れを感知する処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートに示された処理は、感震システム１の電源が投入され、起動時の自己診断処理が終了し、感震システム１の起動が完了した後に繰り返し実行される。また、本フローチャートには、複数のセンサユニット７、８および処理部３、４において平行して揺れの感知処理が実行される様子が示されている。
【００３６】
ステップＳ１０１からステップＳ１０３では、水平２方向の振動にともなって加速度信号がセンサより出力され、出力された加速度信号が整形される。２軸加速度センサ７５、８５は、水平２方向の振動に伴って発生したアナログ信号をローパスフィルタ７４、８４へ出力する（ステップＳ１０１）。ローパスフィルタ７４、８４は、その後の演算において使用される所定の周波数以上の振動をカットする（ステップＳ１０２）。本実施形態では、３０Ｈｚ以上の振動がカットされる。そして、ローパスフィルタ７４、８４を通過したアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３に入力され、Ａ／Ｄコンバータ７３、８３によってデジタル信号へ変換される（ステップＳ１０３）。加速度信号がＡ／Ｄコンバータ７３、８３によってデジタル信号へ変換されることで、その後のＣＰＵ７２、８２での処理およびＣＡＮ通信による情報送信が可能となる。その後、処理はステップＳ１０４へ進む。
【００３７】
ステップＳ１０４では、２軸加速度センサ７５、８５の故障診断が行われる。ＣＰＵ７２、８２は、入力された加速度信号に基づいて、２軸加速度センサ７５、８５が正常に作動しているか否かを判定する。入力された加速度信号が正常であり、センサの故障がないと判定された場合、ＣＰＵ７２、８２は、ＣＡＮ通信ユニット７１、８１を介して、加速度信号に基づく加速度情報を制御ユニット２へ送信する（ステップＳ１０５）。
【００３８】
ステップＳ１０６以降の処理は、制御ユニット２において実行される処理である。ステップＳ１０６では、ＣＡＮ通信ラインを介して受信された加速度情報が、デジタルハイパスフィルタにかけられる。ＣＰＵ３１、４１は、ＲＯＭ（図示は省略する）からフィルタソフトウェアを読み出して実行することで、加速度情報から取り出した加速度信号から、所定の周波数以下の振動をカットする。本実施形態において、ハイパスフィルタはソフトウェアを実行するＣＰＵ３１、４１によって実現される。このため、デジタルフィルタによるカットオフ周波数は、システム設置後において長周期側の必要周波数を変更する場合
でも、ソフトウェアの書き替えによって変更することが可能である。なお、本実施形態では、０．０５Ｈｚ以下の振動がカットされる。
【００３９】
ステップＳ１０７では、システムの故障診断が行われる。制御ユニット２のＣＰＵ３１、４１は、他のＣＰＵ４１、３１から加速度情報およびセンサユニット７、８のステータス情報を受け取り、この情報の内容をチェックすることで、ＣＰＵ３１、４１間での通信による作動監視、およびセンサユニット７、８との通信の監視を行い、システムの故障診断を行う。
【００４０】
ステップＳ１０８からステップＳ１１０では、ＳＩ値および加速度レベルに基づいた振動判定が行われる。ＣＰＵ３１、４１は、加速度情報に基づいてＳＩ値および加速度レベルを算出し、算出されたＳＩ値または加速度の何れか片方以上が所定の閾値以上である場合に、振動判定の結果を真（ＴＲＵＥ）として出力する。算出されたＳＩ値および加速度がいずれも所定の閾値以下である場合、ＣＰＵ３１、４１は、振動判定の結果を偽（ＦＡＬＳＥ）として出力する。
【００４１】
ステップＳ１１１およびステップＳ１１２では、閾値以上であると判定された振動が、建物の揺れに起因する振動であるか否かが判定され、警報が出力される。ＣＰＵ３１、４１は、他のＣＰＵ４１、３１から出力された振動判定の結果と、自己の振動判定の結果のＡＮＤを取り（ステップＳ１１１）、結果が真である場合、即ち、双方のセンサによって検出された加速度に基づく振動判定が何れも真であった場合に、建物が揺れていると判定し、警報および制御信号を出力する（ステップＳ１１２）。ここで、制御信号とは、ガス供給管の弁を開閉する装置に対して送信される供給停止信号等である。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
【００４２】
なお、本実施形態では、センサユニットが２つである場合について説明したが、センサユニットが３以上ある場合（図２の破線で示されたセンサユニットを参照）は、所定の数（例えば２）以上のＣＰＵにおいて振動判定が真となったことを建物が揺れていると判定する基準としてもよいし、全てのＣＰＵにおいて振動判定が真となったことを建物が揺れていると判定する基準としてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、センサユニット７、８は、地下フロアの壁に設けられることとしているが、複数のセンサユニットは、地下以外のフロアに設けられてもよいし、建物内の異なるフロアに分散されて設置されてもよい。また、同一のフロアに設けられる場合には、異なる部屋に分散されて設けられてもよい。
【００４４】
本実施形態では、センサユニット７、８間の通信およびセンサユニット７、８と制御ユニット２との間の通信にＣＡＮ通信が採用され、カスケード接続が可能となっているため、通信ラインを設置するために必要なスペースが従来のシステムに比べて省スペースで済む。このため、既設の建物にシステムを追加する場合に有利である。例えば、通信ラインを設置するためのパイプシャフトの残りスペースが少ない場合でも、本実施形態に係る感震システム１であれば設置することが出来る。また、設置に必要な工数および費用も少なくて済むため、従来のシステムに比べてコスト面においても有利である。
【００４５】
また、本実施形態に係る感震システム１に拠れば、制御ユニット２内の複数のＣＰＵ３１、４１が、複数のセンサユニット７、８の正常稼働について相互監視を行うため、誤動作、誤判定の確率を低減させ、高い信頼性を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態に係る感震システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る感震システムの外観における構成を示す図である。
【図３】実施形態において感震システムのセンサユニットを同一の壁面に配置した状態を示す図である。
【図４】実施形態において感震システムのセンサユニットを直交する壁面に配置した状態を示す図である。
【図５】実施形態に係る感震システムが建物の揺れを感知する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１ 感震システム
２ 制御ユニット
３、４ 処理部
５ 入出力部
６ 電源部
７、８ センサユニット
９ 操作盤
３１、４１ ＣＰＵ
５５ 制御信号出力部
７２、８２ ＣＰＵ
７３、８３ Ａ／Ｄコンバータ
７５、８５ ２軸加速度センサ
９１ 遮断弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の揺れを感知する感震システムであって、
前記建物に設けられ、振動を検知し、振動が与えられた場合に発生するアナログ信号をデジタル信号へ変換する複数のセンサユニットと、
前記センサユニットにおいて変換されて出力されたデジタル信号を受信して、少なくとも２の前記センサユニットによって同時に振動が検知された場合に、前記建物が揺れていると判定する、判定ユニットと、を備え、
前記複数のセンサユニットは、前記判定ユニットにカスケード接続され、該複数のセンサユニットに対して地震に起因する振動が与えられた場合に、該複数のセンサユニットが一の地震から略同一の振動を取得し得る位置に、一の人間または動物が同時に２以上の前記センサユニットに対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔をもって設けられる、
感震システム。
【請求項２】
前記センサユニットおよび判定ユニットは、ＣＡＮ通信機能を有する、
請求項１に記載の感震システム。
【請求項３】
前記複数のセンサユニットは、夫々独立した筐体に加速度センサが納められたセンサユニットである、
請求項１または２に記載の感震システム。
【請求項４】
前記判定ユニットは、前記複数のセンサユニットの夫々を一対一で管理する複数の処理部を有し、
前記複数の処理部の夫々は、管理するセンサユニットから取得した情報を、他の処理部から取得することで、管理するセンサユニットの状態を相互に監視する、
請求項１から３の何れかに記載の感震システム。
【請求項１】
建物の揺れを感知する感震システムであって、
前記建物に設けられ、振動を検知し、振動が与えられた場合に発生するアナログ信号をデジタル信号へ変換する複数のセンサユニットと、
前記センサユニットにおいて変換されて出力されたデジタル信号を受信して、少なくとも２の前記センサユニットによって同時に振動が検知された場合に、前記建物が揺れていると判定する、判定ユニットと、を備え、
前記複数のセンサユニットは、前記判定ユニットにカスケード接続され、該複数のセンサユニットに対して地震に起因する振動が与えられた場合に、該複数のセンサユニットが一の地震から略同一の振動を取得し得る位置に、一の人間または動物が同時に２以上の前記センサユニットに対して振動を与え得る間隔よりも長い間隔をもって設けられる、
感震システム。
【請求項２】
前記センサユニットおよび判定ユニットは、ＣＡＮ通信機能を有する、
請求項１に記載の感震システム。
【請求項３】
前記複数のセンサユニットは、夫々独立した筐体に加速度センサが納められたセンサユニットである、
請求項１または２に記載の感震システム。
【請求項４】
前記判定ユニットは、前記複数のセンサユニットの夫々を一対一で管理する複数の処理部を有し、
前記複数の処理部の夫々は、管理するセンサユニットから取得した情報を、他の処理部から取得することで、管理するセンサユニットの状態を相互に監視する、
請求項１から３の何れかに記載の感震システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１５０７２９（Ｐ２００９−１５０７２９Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２７９３６（Ｐ２００７−３２７９３６）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
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