CN112585517A - 电线杆劣化检测系统、电线杆劣化检测装置、电线杆劣化检测方法和非暂时性计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

该电线杆劣化检测系统包括：被放置在电线杆(10)中的电缆(20)，所述电缆(20)包括通信用的光纤；接收单元(331)，被配置为从所述电缆(20)中所包含的至少一个光纤接收包含对应于所述电线杆(10)的劣化状态的模式的光学信号；以及检测单元(332)，被配置为基于所述模式来检测所述电线杆(10)的劣化状态。

Description

电线杆劣化检测系统、电线杆劣化检测装置、电线杆劣化检测 方法和非暂时性计算机可读介质
技术领域
本公开涉及一种电线杆劣化检测系统、电线杆劣化检测装置、电线杆劣化检测方法和非暂时性计算机可读介质。
背景技术
照惯例，电线杆的异常通常是手动检测的。例如，工人仅通过视觉观察来确定异常，或者轻敲电线杆并且基于回响声等来确定异常。然而，当手动检测电线杆的异常时，这花费大量的时间和成本，因此在一些情况下，延迟了异常的检测和应对。
因此，近来提出了一种用于监视电线杆的系统，以通过使用光纤来检测其异常(例如专利文献1和2)。
在专利文献1所公开的技术中，光纤在电线杆的竖直方向上线性或螺旋地设置。当电线杆由于汽车与电线杆的碰撞而破损时，光纤会严重弯曲，使得在通过光纤内部传播的光学信号中会发生损耗。通过这种方式，通过OTDR(光学时域反射计)测量检测由上述损耗引起的损耗量来检测多个电线杆中的一个电线杆已经破损。
进一步地，在专利文献2所公开的技术中，设置了由用于检测电线杆中的筑巢的光纤组成的筑巢检测芯线。当筑巢检测芯线由于电线杆中的筑巢而翘曲时，筑巢检测芯线变形，例如弯曲或拉伸，使得通过筑巢检测芯线的内部传播的光学信号的强度衰减。结果，通过OTDR测量检测由该衰减引起的损耗量来检测出已经筑巢。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公报No.2008-067467
专利文献2：日本未审查专利申请公报No.2015-053832
发明内容
技术问题
顺便提及，在专利文献1和2所公开的技术中，通过监视当在光纤上施加强应力时引起的光学信号的损耗量来检测电线杆的异常。
因此，存在以下问题：尽管可以检测出极端状态，诸如电线杆中的筑巢或其破损，但是很难检测到几乎不会影响光纤上的应力的状态。
因此，本公开的目的是解决上述问题，并提供一种能够准确地检测电线杆的劣化状态的电线杆劣化检测系统、电线杆劣化检测装置、电线杆劣化检测方法以及非暂时性计算机可读介质。
问题解决方案
根据一个方面的一种电线杆劣化检测系统包括：
被设置在电线杆中的电缆，该电缆包含通信光纤；
接收单元，被配置为从电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号；以及
检测单元，被配置为基于模式来检测电线杆的劣化状态。
根据另一方面的一种电线杆劣化检测装置包括：
接收单元，被配置为从设置在电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号；以及
检测单元，被配置为基于模式来检测电线杆的劣化状态。
根据另一方面的一种电线杆劣化检测方法是由电线杆劣化检测装置执行的电线杆劣化检测方法，包括：
从设置在电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号；以及
基于模式来检测电线杆的劣化状态。
根据另一方面的一种非暂时性计算机可读介质是存储程序的非暂时性计算机可读介质，该程序用于使计算机执行：
从设置在电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号的过程；以及
基于模式来检测电线杆的劣化状态的过程。
发明的有利效果
根据上述方面，可以实现有利的效果，即可以准确地检测电线杆的劣化状态。
附图说明
图1示出了根据示例实施例的电线杆劣化检测系统的配置的示例；
图2示出了根据示例实施例的电线杆信息的示例；
图3是示出了根据示例实施例的在电线杆劣化检测系统中执行的第一方法中使用的电线杆的振动数据的频率特性的示例的曲线图；
图4是示出了根据示例实施例的在电线杆劣化检测系统中执行的第一方法中使用的电线杆的振动数据的频率特性的另一示例的曲线图；
图5是示出了根据示例实施例的在电线杆劣化检测系统中执行的第二方法中使用的电线杆的振动数据的示例的曲线图；
图6是示出了根据示例实施例的在电线杆劣化检测系统中执行的第二方法中使用的电线杆的振动数据的另一示例的曲线图；
图7示出了根据示例实施例的通过在电线杆劣化检测系统中执行的第三方法的机器学习的示例；
图8示出了根据示例实施例的劣化级别信息的示例；
图9是示出了根据示例实施例的实施电线杆劣化检测装置的计算机的硬件配置的示例的框图；
图10是示出了根据示例实施例的由电线杆劣化检测系统执行的操作流程的示例的流程图；
图11示出了根据另一示例实施例的用于检测电线杆劣化检测系统中的电线杆的劣化或破损的迹象的方法的示例的曲线图；
图12示出了根据另一示例实施例的电线杆信息的示例；
图13示出了根据另一示例实施例的电线杆劣化检测系统的示例；
图14示出了根据另一示例实施例的电线杆劣化检测系统中的光纤感测单元的放置的示例；
图15示出了根据另一示例实施例的电线杆劣化检测系统中的光纤感测单元的放置的另一示例；
图16示出了根据另一示例实施例的电线杆劣化检测系统中的光纤感测单元的放置的再一示例；
图17示出了根据另一示例实施例的电线杆劣化检测系统中的光纤感测单元的放置的再一示例；
图18示出了当在图14所示的电线杆劣化检测系统中光纤电缆破损时由光纤感测单元执行的操作的示例；
图19示出了当在图15所示的电线杆劣化检测系统中光纤电缆破损时由光纤感测单元执行的操作的示例；以及
图20示出了当在图17所示的电线杆劣化检测系统中光纤电缆破损时由光纤感测单元执行的操作的示例。
具体实施方式
在下文中将参照附图描述根据本公开的示例实施例。
<示例实施例>
<示例实施例的配置>
首先，将参照图1描述根据该示例实施例的电线杆劣化检测系统的配置。要注意的是，在图1中，为了简化解释，仅示出了三个电线杆10。进一步地，三个电线杆10分别由电线杆编号A、B和C指示。
如图1所示，根据该示例实施例的电线杆劣化检测系统是用于检测电线杆10的劣化状态的系统，并且包括光纤电缆20和电线杆劣化检测装置33。
光纤电缆20通过电线杆10进行捆扎(例如拉伸)。当光纤电缆20通过电线杆10进行捆扎时，基本上垂直于电线杆10的纵向方向进行捆扎(例如拉伸)。
光纤电缆20是通过用护套覆盖至少一个通信光纤而形成的电缆。光纤电缆20的一端被路由到通信载波站建筑30的内部，并且其另一端在具有电线杆编号C的电线杆10处终止。
根据该示例实施例的电线杆劣化检测系统通过使用光纤被用作传感器的光纤感测技术来检测电线杆10的劣化状态。
具体地，使脉冲光进入通信载波站建筑30内的光纤电缆20中所包含的通信光纤。结果，当脉冲光通过通信光纤朝着电线杆10传输时，每次脉冲光行进一定传输距离时就生成反向散射光。反向散射光通过同一通信光纤返回到通信载波站建筑30的内部。
要注意的是，电线杆10由于来自周围环境的干扰而振动或自然地振动，并且电线杆10的振动被传输给通信光纤。进一步地，电线杆10的振动模式根据电线杆10的劣化状态而变化。
因此，返回到通信载波站建筑30内部的反向散射光包含根据电线杆10的劣化状态而变化的模式。在图1所示的示例中，由于设置了三个电线杆10，因此返回到通信载波站建筑30内部的反向散射光包含分别根据三个电线杆10中的一个相应电线杆10的劣化状态而变化的模式。
根据该实施例的电线杆劣化检测系统通过利用以下事实来检测电线杆10的劣化状态：返回到通信载波站建筑30内部的反向散射光包含根据电线杆10的劣化状态而变化的模式。
要注意的是，上述电线杆劣化检测装置33被设置在通信载波站建筑30的内部。电线杆劣化检测装置33是为了实施该示例实施例而新安装的设备。
除了作为光纤感测装置的功能之外，电线杆劣化检测装置33还具有检测电线杆10的劣化状态的功能。具体地，电线杆劣化检测装置33包括光纤感测单元331和检测单元332。光纤感测单元331是接收单元的示例。
光纤感测单元331使脉冲光进入光纤电缆20中所包含的至少一个通信光纤。该脉冲光朝着电线杆10被传输。进一步地，光纤感测单元331接收来自脉冲光已进入的同一通信光纤的脉冲光的反向散射光。从电线杆10沿着该方向接收该反向散射光。
要注意的是，如上所述，由光纤感测单元331接收的反向散射光包含根据电线杆10的劣化状态而变化的模式。
因此，检测单元332基于根据那些电线杆10的劣化状态而变化并且由光纤感测单元331接收的反向散射光中所包含的模式，来检测电线杆10的劣化状态。
要注意的是，在图1所示的示例中，由于设置了三个电线杆10，因此光纤感测单元331接收反向散射光，该反向散射光包含分别以序时方式根据三个电线杆10中的一个相应电线杆10的劣化状态而变化的模式。
因此，当光纤感测单元331接收到包含根据电线杆10的劣化状态而变化的模式的反向散射光时，它首先标识生成反向散射光的电线杆10。然后，检测单元332检测由光纤感测单元331标识的电线杆10的劣化状态。
因此，在下文中将描述一种用于在光纤感测单元331接收到具有根据电线杆10的劣化状态而变化的模式的反向散射光时，标识生成反向散射光的电线杆10的方法。
在该示例实施例中，光纤感测单元331预先保持电线杆信息，其包括指示每个电线杆10的位置的位置信息。图2示出了电线杆信息的示例。要注意的是，在图2中，关系zz＞yy＞xx成立。检测单元332基于光纤感测单元331使脉冲光进入通信光纤的时间与它从同一通信光纤接收到该反向散射光的时间之间的时间差，来计算生成具有根据电线杆10的劣化状态而变化的模式的反向散射光的生成点。要注意的是，光纤感测单元331通过上述时间差越小则该生成点离光纤感测单元331越近的这种方式来计算生成点。然后，光纤感测单元331标识通过参照图2所示的电线杆信息生成反向散射光的电线杆10。
在图1所示的示例中，光纤感测单元331接收反向散射光，该反向散射光包含分别以序时方式根据三个电线杆10中的一个相应电线杆10的劣化状态而变化的模式。因此，光纤感测单元331计算这些反向散射光中的每个反向散射光的生成点，并且参照图2所示的电线杆信息。结果，光纤感测单元331指定生成点与从光纤感测单元331到具有电线杆编号A的电线杆10的距离重合的反向散射光，作为在具有电线杆编号A的电线杆10中生成的反向散射光。进一步地，光纤感测单元331指定生成点与从光纤感测单元331到具有电线杆编号B的电线杆10的距离重合的反向散射光，作为在具有电线杆编号B的电线杆10中生成的反向散射光，并且指定生成点与从光纤感测单元331到具有电线杆编号C的电线杆10的距离重合的反向散射光，作为在具有电线杆编号C的电线杆10中生成的反向散射光。
接下来，在下文中将描述检测单元332检测由光纤感测单元331标识的电线杆10的劣化状态的方法。
(1)第一方法
首先，将参照图3和4描述用于检测电线杆10的劣化状态的第一方法。图3和4示出了针对振动数据执行FFT(快速傅里叶变换)之后电线杆10的振动数据(横轴指示时间，并且纵轴指示幅度(振幅))的频率特性(横轴指示频率，并且纵轴指示幅度(振幅))。进一步地，图3示出了正常电线杆10的频率特性，并且图4示出了劣化电线杆10的频率特性。要注意的是，图3和4所示的电线杆10的频率特性是光纤感测单元331通过使用分布式声学传感器和分布式振动传感器检测在电线杆10中生成的反向散射光来获得的。
如图3和4所示，在电线杆10的频率特性中出现幅度的峰值。该峰值出现的频率根据电线杆10的劣化状态而变化。具体地，与正常电线杆10的频率特性(图3)的幅度的峰值相比，劣化电线杆10的频率特性(图4)的幅度的峰值移位到高频侧。
因此，当检测单元332检测到电线杆10的劣化状态时，它首先从光纤感测单元331获取该电线杆10的频率特性(例如图3和4所示的)。然后，检测单元332基于在电线杆10的频率特性中出现峰值的频率来检测电线杆10的劣化状态。进一步地，检测单元332可以基于正常电线杆10的峰值出现在其频率特性中的频率的移位量来检测其劣化级别。
备选地，在第一方法中，可以通过使用其他方法基于电线杆10的频率特性来检测劣化级别。
例如，可以基于特定频率区段中的波形形状之间的差异(即，特定频率区段中的波形模式之间的差异)来检测劣化级别。
备选地，可以组合多个频率的峰值并且可以基于组合峰值之间的差异来检测劣化级别。
(2)第二方法
接下来，将参照图5和6描述用于检测电线杆10的劣化状态的第二方法。图5和6示出了电线杆10的振动数据(横轴指示时间，并且纵轴指示幅度(振幅))。进一步地，图5示出了正常电线杆10的振动数据，并且图6示出了劣化电线杆10的振动数据。要注意的是，图5和6所示的电线杆10的振动数据是由光纤感测单元331通过使用分布式声学传感器和分布式振动传感器检测在电线杆10中生成的反向散射光来获得的。
在第二方法中，工人用锤子等轻敲电线杆10，从而在电线杆10中人为地生成振动，并且使用所生成的人为振动。
如图5和6所示，在电线杆10中人为生成的振动在生成之后衰减。衰减时间根据电线杆10的劣化状态而变化。具体地，如图5所示，在正常电线杆10的情况下，振动的衰减时间短。相反，如图6所示，在劣化电线杆10的情况下，振动的衰减时间长。
因此，当检测单元332检测到电线杆10的劣化状态时，它首先从光纤感测单元331获取该电线杆10的振动数据(例如图5和6所示的)。然后，检测单元332基于电线杆10的振动数据中的在电线杆10中人工生成的振动的衰减时间，来检测电线杆10的劣化状态。进一步地，检测单元332可以基于衰减时间的长度检测劣化级别。
(3)第三方法
接下来，将描述用于检测电线杆10的劣化状态的第三方法。在第三方法中，检测单元332针对根据电线杆10的劣化状态而变化的模式执行机器学习(例如深度学习)，并通过使用机器学习的学习结果(初始训练模型)来检测电线杆10的劣化状态。
首先，将参照图7描述用于在第三方法中执行机器学习的方法。
如图7所示，检测单元332输入教师数据，该教师数据是指示具有电线杆编号A、B和C的电线杆10的劣化级别的劣化级别信息以及具有电线杆编号A、B和C的电线杆10的振动数据(步骤S1和S2)。图8示出了被用作教师数据的劣化级别信息的示例。要注意的是，在图8中，指示劣化级别的数值越高，劣化增长得越多。进一步地，劣化级别信息由光纤感测单元331保存。进一步地，当通过上述第一方法检测劣化状态时，电线杆10的振动数据是具有图3和4所示的频率特性的那些振动数据。进一步地，当通过上述第二方法检测劣化状态时，电线杆10的振动数据是图5和6所示的那些振动数据。
接下来，检测单元332执行这些信息与数据之间的匹配及其分类(步骤S3)，并执行监督式训练(步骤S4)。通过这种方式，获得初始训练模型(步骤S5)。该初始训练模型是以下这种模型：当将电线杆10的振动数据输入给初始训练模型时，输出该电线杆10的劣化状态。
接下来，将描述用于在第三方法中检测电线杆10的劣化状态的方法。
当检测单元332检测到电线杆10的劣化状态时，它从光纤感测单元331获取该电线杆10的振动数据(例如图3至6所示的)，并且将所获取的振动数据输入给初始训练模型。结果，检测单元332获取电线杆10的劣化状态作为从初始训练模型输出的结果。
如上所述，在第三方法中，对根据电线杆10的劣化状态而变化的数据(模式)执行机器学习，然后，电线杆10的劣化状态是通过使用机器学习的学习结果来检测的。
在一些情况下，很难通过手动分析数据来提取通过数据检测电线杆10的劣化状态的特征。在第三方法中，即使在很难手动分析振动数据的情况下，也可以通过从大量的振动数据构建训练模型来准确地检测电线杆10的劣化状态。
要注意的是，在第三方法中的机器学习中，在初始状态下，可以基于至少两个教师数据来生成训练模型。进一步地，可以使所生成的训练模型重新学习由光纤感测单元331新收集的电线杆10的振动数据。在这种情况下，当首次使用新的训练模型时，可以调整用于检测电线杆10的劣化状态的条件的细节。
接下来，将参照图9描述实施电线杆劣化检测装置33的计算机40的硬件配置。
如图9所示，计算机40包括处理器401、存储器402、存储装置403、输入/输出接口(输入/输出I/F)404、通信接口(通信I/F)405等。处理器401、存储器402、存储装置403、输入/输出接口404和通信接口405通过数据传输线彼此连接，它们通过该数据传输线将数据发送给彼此/从彼此接收数据。
处理器401例如是算术处理单元，诸如CPU(中央处理单元)或GPU(图形处理单元)。存储器402例如是诸如RAM(随机存取存储器)或ROM(只读存储器)等存储器。存储装置403例如是诸如HDD(硬盘驱动程序)、SSD(固态驱动程序)或存储卡等存储设备。进一步地，存储装置403可以是诸如RAM或ROM等存储器。
存储装置403存储用于实施电线杆劣化检测装置33中所包括的光纤感测单元331和检测单元332的功能的程序。处理器401通过执行相应程序来实施光纤感测单元331和检测单元332中的每一个的功能。要注意的是，当处理器401执行这些相应程序时，它可以在将程序加载到存储器402上之后执行程序，或者可以在不将程序加载到存储器402上的情况下执行程序。进一步地，存储器402和存储装置403还具有存储由光纤感测单元331和检测单元332保持的信息和数据的功能。
进一步地，可以通过使用任何类型的非暂时性计算机可读介质来存储上述程序并将其提供给计算机(包括计算机40)。非暂时性计算机可读介质包括任何类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁性存储介质(诸如软盘、磁带、硬盘驱动程序等)、光磁存储介质(例如磁光盘)、CD-ROM(光盘只读存储器)、CD-R(可记录CD)、CD-R/W(可重写CD)和半导体存储器(诸如掩模型ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪速ROM、RAM(随机存取存储器)等)。进一步地，可以使用任何类型的暂时性计算机可读介质来向计算机提供程序。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光学信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以经由有线通信线(例如电线和光纤)或者无线通信线向计算机提供程序。
输入/输出接口404连接至显示装置4041、输入装置4042等。显示装置4041是诸如LCD(液晶显示器)或CRT(阴极射线管)显示器等装置，其显示与处理器401处理的绘图数据相对应的图像。输入装置4042是接收来自操作员的操作输入的装置，并且例如是键盘、鼠标和触摸传感器。显示装置4041和输入装置4042可以彼此集成在一起，并因此被实施为触摸面板。要注意的是，计算机40还可以包括传感器(未示出)(包括分布式声学传感器和分布式振动传感器)，并且具有将这些传感器连接至输入/输出接口404的配置。
通信接口405向外部装置发送数据/从外部装置接收数据。例如，通信接口405通过有线通信线或无线电通信信道与外部装置通信。
<示例实施例中的操作>
在下文中将描述根据该示例实施例的电线杆劣化检测系统执行的操作。此处，将参照图10描述根据该示例实施例的电线杆劣化检测系统执行的操作的流程。
如图10所示，首先，光纤感测单元331使脉冲光进入光纤电缆20中所包含的至少一个通信光纤(步骤S11)。
接下来，光纤感测单元331从脉冲光已进入的同一通信光纤接收包含根据电线杆10的劣化状态而变化的模式的反向散射光(步骤S12)。
接下来，光纤感测单元331标识电线杆10(步骤S13)，在该电线杆10中生成了在步骤S12中被接收的反向散射光。要注意的是，光纤感测单元331可以基于时间差通过使用上述方法来标识生成了反向散射光的电线杆10。
此后，检测单元332基于在步骤S12中接收到的反向散射光中所包含的模式，检测在步骤S13中被标识的电线杆10的劣化状态(步骤S14)。要注意的是，检测单元332可以通过使用上述第一方法至第三方法中的一种方法来检测电线杆10的劣化状态。
要注意的是，在图10中，每次在步骤S12中接收到包含根据电线杆10的劣化状态而变化的模式的反向散射光时，就可以执行步骤S13和S14中的过程。备选地，在步骤S12中接收到分别具有根据电线杆10的劣化状态而变化的模式的多个反向散射光之后，可以针对反向散射光中的每个反向散射光执行步骤S13和S14中的过程。
<示例实施例的有利效果>
如上所述，根据该示例实施例，从光纤电缆20中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆10的劣化状态而变化的模式的反向散射光(光学信号)，并且基于该模式来检测电线杆10的劣化状态。因此，可以准确地检测电线杆10的劣化状态。
进一步地，根据该示例实施例，为了检测电线杆10的劣化状态，具有现有的通信光纤就足够了。即，与专利文献1不同，不需要在电线杆的竖直方向上线性地或螺旋地设置光纤，并且与专利文献2不同，不需要在电线杆中设置筑巢检测芯线。因此，由于电线杆劣化检测系统不需要专用结构以检测电线杆10的劣化状态，因此可以以低成本构造。
进一步地，根据该示例实施例，可以通过使用现有的通信光纤同时并远程地检测多个电线杆10的劣化状态。因此，可以容易地检测电线杆10的劣化状态，并且降低检测电线杆10的劣化状态所需的成本。
进一步地，根据该示例实施例，使用将光纤用作传感器的光纤感测技术。因此，例如，存在以下优点：系统不受电磁噪声的影响；无需为传感器供电；该系统具有出色的环境耐性；并且其维护是容易的。
<其他示例实施例>
要注意的是，检测单元332可以针对每个电线杆10保持如上所述检测的该电线杆10的劣化状态，并且可以通过以定期间隔(例如每年)检测电线杆10的劣化状态，来检测电线杆10的劣化状态随时间的变化。
进一步地，检测单元332还可以基于电线杆10的劣化状态随时间的变化，来检测电线杆10的劣化或其破损的迹象。
在下文中将参照图11描述检测单元332检测电线杆10的劣化或破损的迹象的方法。图11以序时方式示出了电线杆10的振动数据的频率特性，与图3和4所示的类似。
如图11所示，检测单元332基于振动数据的频率特性随时间的变化(即，基于三年前、两年前和目前的频率特性)来预测一年后电线杆10的频率特性，并基于所预测的一年后的频率特性来预测一年后电线杆10的劣化或破损。在该示例中，检测单元332基于一年后其频率特性中出现峰值的频率，预测电线杆10的劣化级别将在一年后变为劣化级别3。
进一步地，光纤感测单元331还可以将关于每个电线杆10的信息添加到由光纤感测单元331本身保持的电线杆信息，并且检测单元332可以通过使用添加到电线杆信息的信息以及电线杆信息来检测电线杆10的劣化状态。图12示出了电线杆信息的另一示例。在图12所示的电线杆信息中，与图2所示的信息相比，添加了关于电线杆10的材料、其高度以及电线杆的构造年份的信息。因此，检测单元332可以在考虑关于电线杆10的材料、其高度和电线杆的构造年份的信息以及根据电线杆10的劣化状态而变化并且被包含在反向散射光中的模式的同时，检测电线杆10的劣化状态。通过这种方式，可以提高检测准确度。
进一步地，在被检测单元332检测为劣化的电线杆10换上新的电线杆10之后，实际上可以拆卸旧的电线杆10，并且分析人员可以确定实际的劣化级别。然后，如果在检测单元332检测到的劣化级别与分析人员确定的劣化级别之间存在差异，则可以将该差异反馈回检测单元332。在这种情况下，由于检测单元332检测到电线杆的劣化状态，使得检测出的劣化级别更接近实际的劣化级别，因此可以提高检测准确度。
进一步地，在检测单元332通过上述第三方法针对根据电线杆10的劣化状态而变化的模式执行机器学习的情况下，认为电线杆10的劣化状态也根据区域而变化。例如，温带区域的劣化状态与寒冷区域的劣化状态不同。因此，检测单元332可以通过使用与该区域相对应的教师数据来针对每个区域执行机器学习。
进一步地，如图13所示，可以设置监视终端50，该监视终端50基于通过电线杆劣化检测装置33的检测的结果来监视电线杆10。监视终端50可以向系统管理员等显示电线杆10的劣化状态、电线杆10的劣化状态随时间的变化、电线杆10的劣化或破损的迹象等作为通过电线杆劣化检测装置33的检测的结果。进一步地，监视终端50可以基于通过电线杆劣化检测装置33的检测的结果来计算电线杆10的更换时间或其恢复时间，并向系统管理员等显示电线杆10的更换时间或恢复时间。进一步地，虽然在附图中将监视终端50设置在通信载波站建筑30的外部，但是可以将其设置在通信载波站建筑30的内部。进一步地，当监视终端50被设置在通信载波站建筑30的外部时，可以通过一个监视终端50以集中方式监视通过光纤电缆20连接至多个相应的通信载波站建筑30的电线杆10。
进一步地，电线杆劣化检测装置33的光纤感测单元331和检测单元332彼此远离地设置。例如，可以仅将光纤感测单元331设置在通信载波站建筑30内，并且可以将包括检测单元332的电线杆劣化检测装置33设置在通信载波站建筑30外。
进一步地，在上述示例实施例中，仅设置了一个光纤感测单元331，并且它专门使用光纤电缆20。然而，本公开并不限于该示例。将参照图14至17描述根据其他示例实施例的电线杆劣化检测系统中的光纤感测单元331的设置。要注意的是，在图14至17中，省略了检测单元332的图示。
在图14所示的示例中，光纤感测单元331与现有通信设备31共享光纤电缆20。进一步地，为了使光纤感测单元331和现有通信设备31共享光纤电缆20，设置了用于分离信号的滤波器32。
在图15所示的示例中，在多个通信载波站建筑30中的每个通信载波站建筑30中设置了一个光纤感测单元331(在图15中的两个通信载波站建筑30A和30Z中的每一个中都设置了一个光纤感测单元331)。具体地，光纤感测单元331A和331Z分别被设置在通信载波站建筑30A和30Z中。要注意的是，在图15所示的示例中，具有电线杆编号A、B和C的电线杆10通过光纤电缆20连接至通信载波站建筑30A，并且具有电线杆编号X、Y和Z的电线杆10通过另一光纤电缆20连接至通信载波站建筑30Z。进一步地，具有电线杆编号C和Y的电线杆10通过另一光纤电缆20彼此连接。通信设备31A和31Z对应于通信设备31，并且滤波器32A和32Z对应于滤波器32。
在图15所示的示例中，光纤感测单元331A和331Z都监视具有电线杆编号A、B、C、X、Y和Z的电线杆10。
在图16所示的示例中，与图15所示的示例相比，在具有电线杆编号C的电线杆10中设置数据收集单元34。要注意的是，由于电线杆10的数量为六个，因此仅设置一个数据收集单元34。然而，可以为预定数量的电线杆10(例如为十个电线杆10)设置一个数据收集单元34。即，可以设置至少一个数据收集单元34。例如，在将光纤电缆20通过100个电线杆10进行捆扎(例如拉伸)的情况下，可以每十个电线杆10设置一个数据收集单元34。即，可以总共设置十个数据收集单元34。
在图16所示的示例中，数据收集单元34中的每个数据收集单元34收集关于预定数量的对应电线杆10的模式(声音、温度、振动等)的数据，并且检测单元332汇总由所有数据收集单元34收集的数据。要注意的是，数据可以通过光纤电缆20从数据收集单元34中的每个数据收集单元34发送给检测单元332，或者可以通过单独设置的无线电装置发送。检测单元332基于其数据来检测(多个)数据收集单元34已经收集了数据的电线杆10的劣化状态。
因此，缩短了由一个光纤感测单元331监视的区段，并且减少了由一个光纤感测单元331监视的电线杆10的数量。由于缩短了由光纤感测单元331监视的区段，因此也缩短了脉冲光和反向散射光的传输距离，使得减少了由光纤引起的损耗。结果，提高了接收到的反向散射光的S/N比(信噪比)，使得可以提高监视准确度。进一步地，由于减少了由光纤感测单元331监视的电线杆10的数量，因此可以改善监视周期。
在图17所示的示例中，在一个通信载波站建筑30AZ中设置了多个光纤感测单元331(图17中的两个光纤感测单元331A和331Z)。要注意的是，在图17所示的示例中，具有电线杆编号A、B和C的电线杆10通过光纤电缆20连接至光纤感测单元331A，并且具有电线杆编号X、Y和Z的电线杆10通过另一光纤电缆20连接至光纤感测单元331Z。进一步地，具有电线杆编号C和Y的电线杆10通过另一光纤电缆20彼此连接。通信设备31A和31Z对应于通信设备31，并且滤波器32A和32Z对应于滤波器32。
在图17所示的示例中，光纤感测单元331A和331Z均监视具有电线杆编号A、B、C、X、Y和Z的电线杆10。然而，光纤感测单元331A通过使脉冲光沿着顺时针方向进入光纤来监视电线杆10，并且光纤感测单元331Z通过使脉冲光沿着逆时针方向进入光纤来监视电线杆10。
要注意的是，在图15至17所示设置了多个光纤感测单元331的情况下，可以针对多个光纤感测单元331设置包括检测单元332的一个电线杆劣化检测装置33。进一步地，通过光纤电缆20连接至多个相应的光纤感测单元331的电线杆10的劣化状态可以通过一个电线杆劣化检测装置33以集中方式检测。在这种情况下，电线杆劣化检测装置33可以被设置在通信载波站建筑30中的一个通信载波站建筑30的内部，或者可以被设置在通信载波站建筑30的外部。
进一步地，通过电线杆10进行捆扎(例如拉伸)的光纤电缆20有可能破损。因此，将参照图18至20描述当在根据其他示例实施例的电线杆劣化检测系统中光纤电缆20破损时由光纤感测单元331执行的操作。要注意的是，在图18至20中，省略了检测单元332的图示。
图18所示的示例是在图14所示的配置中位于具有电线杆编号B和C的电线杆10之间的光纤电缆20的一部分破损的示例。即使在光纤电缆20破损时，光纤感测单元331也继续使脉冲光进入光纤电缆20。通过这种方式，通信载波站建筑30可以连续地监视直到光纤电缆破损的地点的区段。
图19所示的示例是在图15所示的配置中位于具有电线杆编号B和C的电线杆10之间的光纤电缆20的一部分破损的示例。即使在光纤电缆20破损时，光纤感测单元331和331Z也继续使脉冲光进入光纤电缆20。要注意的是，电线杆10中的每个电线杆10无一例外地连接至至少两个通信载波站建筑30(图19中的两个通信载波站建筑30A和30Z)。因此，通过使通信载波站建筑30A和30Z在两个方向上监视电线杆，可以形成能够在单个故障的情况下连续监视所有区段的冗余配置。
图20所示的示例是在图17所示的配置中位于具有电线杆编号B和C的电线杆10之间的光纤电缆20的一部分破损的示例。即使在光纤电缆20破损时，光纤感测单元331A和331Z也继续使脉冲光进入光纤电缆20。要注意的是，在图20所示的示例中，形成了光纤电缆20以环形连接的环形配置。因此，通过使一个通信载波站建筑30AZ在环的两个方向上监视电线杆，可以形成能够在单个故障的情况下连续监视所有区段的冗余配置。
尽管上面参照实施例解释了本公开，但是本公开不限于上述实施例。在本发明的范围内，可以对本公开的配置和细节进行本领域技术人员可以理解的各种修改。
上面公开的实施例的全部或部分可以被描述为但不限于以下附记。
(附记1)
一种电线杆劣化检测系统，包括：
被设置在电线杆中的电缆，该电缆包含通信光纤；
接收单元，被配置为从电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号；以及
检测单元，被配置为基于模式来检测电线杆的劣化状态。
(附记2)
附记1所描述的电线杆劣化检测系统，其中，由接收单元接收的光学信号是从已经穿过多个电线杆的通信光纤接收的光学信号。
(附记3)
附记2所描述的电线杆劣化检测系统，其中
接收单元标识包含模式的光学信号被生成的预定电线杆，以及
检测单元基于模式来检测预定电线杆的劣化状态。
(附记4)
附记1至3中任一项所描述的电线杆劣化检测系统，其中，检测单元通过以定期间隔检测电线杆的劣化状态，来检测电线杆的劣化状态随时间的变化。
(附记5)
附记4所描述的电线杆劣化检测系统，其中，检测单元基于电线杆的劣化状态随时间的变化，来检测电线杆的劣化或破损的迹象。
(附记6)
附记1至5中任一项所描述的电线杆劣化检测系统，其中，检测单元学习根据电线杆的劣化状态而变化的模式，并且基于学习的结果以及由接收单元接收的光学信号中所包含的模式来检测电线杆的劣化状态。
(附记7)
附记1至6中任一项所描述的电线杆劣化检测系统，其中，电缆被设置为大致垂直于电线杆的纵向方向。
(附记8)
一种电线杆劣化检测装置，包括：
接收单元，被配置为从设置在电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号；以及
检测单元，被配置为基于模式来检测电线杆的劣化状态。
(附记9)
附记8所描述的电线杆劣化检测装置，其中，由接收单元接收的光学信号是从已经穿过多个电线杆的通信光纤接收的光学信号。
(附记10)
附记9所描述的电线杆劣化检测装置，其中
接收单元标识包含模式的光学信号被生成的预定电线杆，以及
检测单元基于模式来检测预定电线杆的劣化状态。
(附记11)
附记8至10中任一项所描述的电线杆劣化检测装置，其中，检测单元通过以定期间隔检测电线杆的劣化状态，来检测电线杆的劣化状态随时间的变化。
(附记12)
附记11所描述的电线杆劣化检测装置，其中，检测单元基于电线杆的劣化状态随时间的变化，来检测电线杆的劣化或破损的迹象。
(附记13)
附记8至12中任一项所描述的电线杆劣化检测装置，其中检测单元学习根据电线杆的劣化状态而变化的模式，并且基于学习的结果以及由接收单元接收的光学信号中所包含的模式，来检测电线杆的劣化状态。
(附记14)
附记8至13中任一项所描述的电线杆劣化检测装置，其中电缆被设置为大致垂直于电线杆的纵向方向。
(附记15)
一种由电线杆劣化检测装置执行的电线杆劣化检测方法，包括：
从设置在电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号；以及
基于模式来检测电线杆的劣化状态。
(附记16)
一种存储程序的非暂时性计算机可读介质，该程序用于使计算机执行：
从设置在电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式的光学信号的过程；以及
基于模式来检测电线杆的劣化状态的过程。
本申请基于并且要求来自于2018年8月30日提交的日本专利申请No.2018-162042的优先权的权益，其公开内容通过引用全部并入本文。
附图标记列表
10 电线杆
20 光纤电缆
30、30A、30Z、30AZ 通信载波站建筑
31、31A、31Z 通信设备
32、32A、32Z 滤波器
33 电线杆劣化检测装置
331、331A、331Z 光纤感测单元
332 检测单元
34 数据收集单元
40 计算机
401 处理器
402 存储器
403 存储装置
404 输入/输出接口
4041 显示装置
4042 输入装置
405 通信接口
50 监视终端

Claims (16)

1.一种电线杆劣化检测系统，包括：
被设置在电线杆中的电缆，所述电缆包含通信光纤；
接收单元，所述接收单元被配置为从所述电缆中所包含的至少一个通信光纤接收光学信号，所述光学信号包含根据所述电线杆的劣化状态而变化的模式；以及
检测单元，所述检测单元被配置为基于所述模式来检测所述电线杆的劣化状态。
2.根据权利要求1所述的电线杆劣化检测系统，其中，
由所述接收单元接收的所述光学信号是从已经穿过多个电线杆的所述通信光纤接收的光学信号。
3.根据权利要求2所述的电线杆劣化检测系统，其中，
所述接收单元标识其中生成了包含所述模式的所述光学信号的预定电线杆，以及
所述检测单元基于所述模式来检测所述预定电线杆的劣化状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电线杆劣化检测系统，其中，
所述检测单元通过以定期间隔检测所述电线杆的所述劣化状态，来检测所述电线杆的所述劣化状态随时间的变化。
5.根据权利要求4所述的电线杆劣化检测系统，其中，
所述检测单元基于所述电线杆的所述劣化状态随时间的所述变化，来检测所述电线杆的劣化或破损的迹象。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电线杆劣化检测系统，其中，
所述检测单元学习根据电线杆的劣化状态而变化的模式，并且基于所述学习的结果以及由所述接收单元接收的所述光学信号中所包含的所述模式来检测所述电线杆的所述劣化状态。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电线杆劣化检测系统，其中，
所述电缆被设置为大致垂直于所述电线杆的纵向方向。
8.一种电线杆劣化检测装置，包括：
接收单元，所述接收单元被配置为：从被设置在所述电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收光学信号，所述光学信号包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式；以及
检测单元，所述检测单元被配置为基于所述模式来检测所述电线杆的劣化状态。
9.根据权利要求8所述的电线杆劣化检测装置，其中，
由所述接收单元接收的所述光学信号是从已经穿过多个电线杆的所述通信光纤接收的光学信号。
10.根据权利要求9所述的电线杆劣化检测装置，其中，
所述接收单元标识其中生成了包含所述模式的所述光学信号的预定电线杆，以及
所述检测单元基于所述模式来检测所述预定电线杆的劣化状态。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的电线杆劣化检测装置，其中，
所述检测单元通过以定期间隔检测所述电线杆的所述劣化状态，来检测所述电线杆的所述劣化状态随时间的变化。
12.根据权利要求11所述的电线杆劣化检测装置，其中，
所述检测单元基于所述电线杆的所述劣化状态随时间的所述变化，来检测所述电线杆的劣化或破损的迹象。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的电线杆劣化检测装置，其中，
所述检测单元学习根据电线杆的劣化状态而变化的模式，并且基于所述学习的结果以及由所述接收单元接收的所述光学信号中所包含的所述模式来检测所述电线杆的所述劣化状态。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的电线杆劣化检测装置，其中，
所述电缆被设置为大致垂直于所述电线杆的纵向方向。
15.一种由电线杆劣化检测装置执行的电线杆劣化检测方法，包括：
从被设置在所述电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收光学信号，所述光学信号包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式；以及
基于所述模式来检测所述电线杆的劣化状态。
16.一种存储有程序的非暂时性计算机可读介质，所述程序用于使计算机执行：
从被设置在所述电线杆中的电缆中所包含的至少一个通信光纤接收光学信号的处理，所述光学信号包含根据电线杆的劣化状态而变化的模式；以及
基于所述模式来检测所述电线杆的劣化状态的处理。
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