JP2007155550A - System for detecting collapse of sloping land - Google Patents

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Yugo Shindo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sloping-land collapse detection system for detecting a landslide, a mudslide, etc. in a sloping land, so-called phenomenon of sloping land collapse. <P>SOLUTION: Into the slope of a sloping land, a plurality of poles having predetermined curvature portions are driven, and an optical fiber is arranged along the poles. From the optical fiber, signal light in accordance with external force is outputted with respect to inputted reference light. The optical fiber bends locally since the poles move, when a collapse phenomenon occurs in the sloping land, and the output of the signal light to be outputted changes. A detection part connected to the optical fiber judges that a collapse occurs in the sloping land, when the variation width of the output from the optical fiber exceeds a preset threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、傾斜地の崩壊、いわゆる土砂崩れや地すべりを検知するセンサシステムに関するものである。   The present invention relates to a sensor system that detects collapse of slopes, so-called landslides and landslides.

従来、傾斜地の崩壊を検知するシステムとしては、斜面上に傾斜計等の電気センサを設置して斜面の状況を監視するものが広く使用されてきた。しかし、最近ではセンサに光ファイバを用いたシステムが提案されている。これは、電気センサとは異なり光ファイバには電気を通電させないため、屋外で使用する際に過度な防水対策を施す必要がなく、取り扱いが容易であるとともに、他の電子機器の誘電電流等が原因となる電磁ノイズの影響を受けないといった利点があるためである。このような光ファイバをセンサに用いて傾斜地の崩壊を検知するシステムとして、例えば特許文献1に記載されているものがある。   Conventionally, as a system for detecting the collapse of an inclined land, a system that monitors the state of the slope by installing an electric sensor such as an inclinometer on the slope has been widely used. Recently, however, a system using an optical fiber as a sensor has been proposed. Unlike an electrical sensor, the optical fiber is not energized, so there is no need to take excessive waterproofing measures when used outdoors, it is easy to handle, and the dielectric current of other electronic devices This is because there is an advantage that it is not affected by the cause of electromagnetic noise. For example, Patent Document 1 discloses a system that uses such an optical fiber as a sensor to detect the collapse of an inclined land.

特許文献1では土砂圧を受けた際に受圧具合が異なるよう場所によって目の粗さを変えた網目状の受圧体に光ファイバケーブルを固定し、これを監視対象となる傾斜地に埋設している。傾斜地の崩壊が発生すると、土砂圧を受けた受圧体は目の粗さの違いによって大きく変形する部分とあまり変形しない部分が生じる。この変形の違いによって、受圧体に固定されている光ファイバに歪が生じ、入力された光パルス信号に対する後方散乱光の周波数にずれが生じる。そして、この周波数のずれ量や、後方散乱光の戻り時間を測定することによって、光ファイバケーブルの歪量や歪が生じた箇所を把握することが出来る。   In Patent Document 1, an optical fiber cable is fixed to a mesh-shaped pressure receiving body whose roughness is changed depending on the location so that the pressure receiving condition varies when subjected to earth and sand pressure, and this is embedded in an inclined land to be monitored. . When the slope is collapsed, the pressure receiving body that has been subjected to earth and sand pressure has a part that deforms greatly and a part that does not deform so much due to the difference in the roughness of the eyes. Due to the difference in deformation, distortion occurs in the optical fiber fixed to the pressure receiving body, and the frequency of the backscattered light with respect to the input optical pulse signal is shifted. Then, by measuring the amount of frequency shift and the return time of the backscattered light, the amount of distortion of the optical fiber cable and the location where the distortion has occurred can be grasped.

特開2001−304822号公報JP 2001-304822 A

特許文献1に記載されている検知システムでは、光ファイバケーブルと受圧体を傾斜地に埋設する必要がある。そのため、傾斜面を広範囲に渡って掘り起こす必要があり、非常に大きな工数を必要とする。特に傾斜面が垂直に近いがけ状となっている場合には、光ファイバケーブルと受圧体をがけの部分に埋設することは、ほぼ不可能である。また、網目状の受圧体について目の粗さを変える事で変形の発生具合に差を生じさせ、光ファイバケーブルに歪を発生させようとしているが、光ファイバケーブル及び受圧体が埋設してある部分が例えば広範囲に渡って地滑りを起こした場合には、光ファイバが埋設してある地帯一帯で動いてしまうため受圧体の変形具合に大きな差は生じなく、地滑りを検知できなかったり、検知の感度が低下したりするといった問題がある。   In the detection system described in Patent Document 1, it is necessary to embed an optical fiber cable and a pressure receiving body in an inclined ground. Therefore, it is necessary to dig up the inclined surface over a wide range, and a very large man-hour is required. In particular, when the inclined surface is almost vertical, it is almost impossible to embed the optical fiber cable and the pressure receiving body in the brushed portion. In addition, by changing the roughness of the mesh-shaped pressure receiving body, a difference in the degree of occurrence of deformation is caused to cause distortion in the optical fiber cable. However, the optical fiber cable and the pressure receiving body are embedded. For example, if the part landslides over a wide range, the optical fiber moves in the entire area where the optical fiber is buried, so there is no significant difference in the deformation of the pressure receiving body, and the landslide cannot be detected or detected. There is a problem that sensitivity is lowered.

上記課題を解決するために本発明は、斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、基準光を出力する光源と、傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で斜面に設置された支柱と、支柱の動きの有無を検知するために一部分が支柱に沿うように配置され、入力された基準光に対し、支柱の動きによる外力に応じた信号光を出力する光ファイバと、信号光に基づいて光ファイバへの外力の有無を検知する外力検知手段と、外力検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知手段とを備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   In order to solve the above problems, the present invention is an inclined landslide detection system for detecting landslides such as landslides and landslides on a slope, and includes a light source that outputs a reference light, and at least a portion embedded to detect the landslide In order to detect the presence or absence of the movement of the column, the column is placed along the column to detect the presence or absence of movement of the column, and the signal light corresponding to the external force due to the movement of the column with respect to the input reference light An external force detecting means for detecting the presence or absence of an external force on the optical fiber based on the signal light, and an inclined landslide detection means for detecting an inclined landslide based on a detection result by the external force detecting means. A feature of the slope failure detection system is provided.

また本発明は上記解決手段において、光ファイバが沿う支柱の側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、支柱に動きがあると光ファイバは張力を受けることで曲率面に密接し、光ファイバに所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Further, according to the present invention, in the above solution, a side surface of the support along which the optical fiber is partly has a curvature surface having a predetermined curvature, and when the support is moved, the optical fiber receives a tension to be brought into close contact with the curvature surface. The present invention provides a slope failure detection system characterized by bending of an optical fiber with a predetermined curvature.

また本発明は上記解決手段において、支柱は複数設けられ、光ファイバの径路上の各一部分が複数の支柱に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   The present invention also provides an inclined land collapse detection system characterized in that, in the above solution, a plurality of support columns are provided, and each part of the optical fiber path is arranged along the plurality of support columns.

さらに本発明は、斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、基準光を出力する光源と、傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で斜面に設置されるとともに上面に溝部が設けられた支柱と、支柱の動きの有無を検知するために一部分が溝部に沿うように配置され、入力された基準光に対し、支柱の動きによる外力に応じた信号光を出力する光ファイバと、信号光に基づいて光ファイバへの外力の有無を検知する外力検知手段と、外力検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知手段とを備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Furthermore, the present invention is a slope landslide detection system for detecting slope landslides such as landslides and landslides on slopes, and includes a light source that outputs a reference light, and at least a portion embedded in the slope in order to detect slope landslides. The support is installed and has a groove on the upper surface, and a part of the support is arranged along the groove to detect the presence or absence of the movement of the support. An optical fiber that outputs signal light, an external force detection unit that detects the presence or absence of an external force on the optical fiber based on the signal light, and an inclined land collapse detection unit that detects an inclined land collapse based on a detection result by the external force detection unit. The present invention provides a slope failure detection system characterized by this.

また本発明は上記解決手段において、光ファイバが沿う溝部の内側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、支柱に動きがあると光ファイバは張力を受けることで曲率面に密接し、光ファイバに所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   According to the present invention, in the above solution, the inner surface of the groove portion along which the optical fiber is partly has a curvature surface having a predetermined curvature, and when the support column moves, the optical fiber receives a tension to closely contact the curvature surface. In addition, the present invention provides an inclined landslide detection system characterized in that bending of a predetermined curvature occurs in an optical fiber.

また本発明は上記解決手段において、支柱は複数設けられ、光ファイバの径路上の各一部分が複数の支柱の溝部に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Further, the present invention provides a slope landslide detection system characterized in that, in the above solution, a plurality of support columns are provided, and each part of the optical fiber path is arranged along the grooves of the plurality of support columns. is there.

また本発明は上記解決手段において、光ファイバから出力された信号光を電気信号に変換するO/E変換器と、電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターとを備え、さらに、外力検知手段は基準値を有し、高周波成分と基準値との比較結果に基づいて光ファイバへの外力の有無を検知する手段を備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Further, the present invention provides the above solution, comprising: an O / E converter that converts the signal light output from the optical fiber into an electrical signal; and a high-pass filter that outputs a high-frequency component of the electrical signal. The present invention provides a slope failure detection system having a reference value and comprising means for detecting the presence or absence of an external force on an optical fiber based on a comparison result between a high frequency component and a reference value.

また本発明は上記解決手段において、外力検知手段は、高周波成分が基準値を超える幅で変動した場合に光ファイバへの外力有りと判定し、傾斜地崩壊検知手段は、外力検知手段が外力有りと判定した場合に傾斜地崩壊が発生していると判定することを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   In the above solution, the external force detection means determines that there is an external force to the optical fiber when the high frequency component fluctuates in a range exceeding the reference value, and the slope failure detection means determines that the external force detection means has an external force. It is intended to provide an inclined land collapse detection system characterized in that it is determined that an inclined land collapse has occurred.

さらに本発明は、斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で斜面に設置された支柱と、支柱の動きの有無を検知するために一部分が支柱に沿うように配置された光ファイバと、光ファイバの一端に接続され、支柱の動きによる光ファイバの変形値と変形位置とを検知する変形検知手段と、変形検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知しその位置を特定する傾斜地崩壊検知手段とを備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Furthermore, the present invention is a slope landslide detection system for detecting slope landslides such as landslides and landslides on slopes, in order to detect slope landslides, and at least a part of the pillars installed on the slopes, An optical fiber partially disposed along the support for detecting the presence or absence of movement, and a deformation detection means connected to one end of the optical fiber to detect a deformation value and a deformation position of the optical fiber due to the movement of the support; The present invention provides a slope landslide detection system comprising slope landslide detection means for detecting slope landslide based on the detection result of the deformation detection means and specifying the position thereof.

また本発明は上記解決手段において、光ファイバが沿う支柱の側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、支柱に動きがあると光ファイバは張力を受けることで曲率面に密接し、光ファイバには所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Further, according to the present invention, in the above solution, a side surface of the support along which the optical fiber is partly has a curvature surface having a predetermined curvature, and when the support is moved, the optical fiber receives a tension to be brought into close contact with the curvature surface. The present invention provides a slope failure detection system characterized by bending of an optical fiber with a predetermined curvature.

また本発明は上記解決手段において、支柱は複数設けられ、光ファイバの径路上の各一部分が複数の支柱に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   The present invention also provides an inclined land collapse detection system characterized in that, in the above solution, a plurality of support columns are provided, and each part of the optical fiber path is arranged along the plurality of support columns.

さらに本発明は、斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で斜面に設置されるとともに上面に溝部が設けられた支柱と、支柱の動きの有無を検知するために一部分が支柱の上面に設けられた溝部に沿うように配置された光ファイバと、光ファイバの一端に接続され、支柱の動きによる光ファイバの変形値と変形位置とを検知する変形検知手段と、変形検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知しその位置を特定する傾斜地崩壊検知手段とを備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Furthermore, the present invention is a slope landslide detection system for detecting slope landslides such as landslides and landslides on slopes, and is installed on slopes with at least a part embedded in order to detect slope landslides, and grooves on the upper surface. The provided struts, an optical fiber arranged partially along the groove provided on the top surface of the struts to detect the presence or absence of the struts, and the light due to the movement of the struts connected to one end of the optical fiber. An inclined landslide detection comprising: a deformation detecting means for detecting a deformation value and a deformation position of the fiber; and an inclined landslide detecting means for detecting an inclined landslide based on a detection result by the deformation detecting means and identifying the position thereof. A system is provided.

また本発明は上記解決手段において、光ファイバが沿う溝部の内側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、支柱に動きがあると光ファイバは張力を受けることで曲率面に密接し、光ファイバには所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   According to the present invention, in the above solution, the inner surface of the groove portion along which the optical fiber is partly has a curvature surface having a predetermined curvature, and when the support column moves, the optical fiber receives a tension to closely contact the curvature surface. In addition, the present invention provides an inclined landslide detection system characterized in that bending of a predetermined curvature occurs in an optical fiber.

また本発明は上記解決手段において、支柱は複数設けられ、光ファイバの径路上の各一部分が複数の支柱の溝部に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Further, the present invention provides a slope landslide detection system characterized in that, in the above solution, a plurality of support columns are provided, and each part of the optical fiber path is arranged along the grooves of the plurality of support columns. is there.

また本発明は上記解決手段において、傾斜地崩壊検知手段は基準値を有し、変形値と基準値との比較結果に基づいて傾斜地崩壊が発生していると判定し、さらにその位置を算出することを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   According to the present invention, in the above solution means, the slope landslide detection means has a reference value, and it is determined that slope landslide has occurred based on a comparison result between the deformation value and the reference value, and the position is calculated. An inclined land collapse detection system characterized by the above is provided.

また本発明は上記解決手段において、変形検知手段は光ファイバに基準パルス光を出力すると共に基準パルス光に基づいて発生し光ファイバから出力された後方散乱光を受光するOTDRであることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   According to the present invention, in the above solution, the deformation detecting means is an OTDR that outputs reference pulse light to the optical fiber and receives backscattered light generated from the reference pulse light and output from the optical fiber. An inclined landslide detection system is provided.

また本発明は上記解決手段において、基準光の波長は1480nm以上であることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   The present invention also provides the slope failure detection system according to the above solution, wherein the wavelength of the reference light is 1480 nm or more.

また本発明は上記解決手段において、基準パルス光の波長は1480nm以上であることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   The present invention also provides the slope failure detection system according to the above solution, wherein the wavelength of the reference pulse light is 1480 nm or more.

また本発明は上記解決手段において、支柱は、支柱に沿わした光ファイバにおいて張力を受けた際の曲率が10mm以上60mm以下となる形状であることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   Further, the present invention provides the slope failure detection system according to the above solution, wherein the support column has a shape with a curvature of 10 mm or more and 60 mm or less when subjected to tension in the optical fiber along the support column. is there.

また本発明は上記解決手段において、光ファイバはカットオフ波長が1260nm以下のシングルモード光ファイバであることを特徴とする傾斜地崩壊検知システムを提供するものである。   The present invention also provides the slope failure detection system according to the above solution, wherein the optical fiber is a single mode optical fiber having a cutoff wavelength of 1260 nm or less.

本発明の第1の実施例によれば、動物や監視のための人物が傾斜地に立ち入った場合でも誤って検知することなく、土砂崩れや地すべり等の崩壊が発生したことのみを確実に検知することができる。また、センサ部分を地中に埋設する必要はなく、支柱を傾斜地に固定するのみなので、設置を容易に行うことが出来る。また、センサ部分には導電を必要としない光ファイバを用いているため、電気センサを用いた場合には水密対策が必要な屋外であっても、取り扱いが容易となる。   According to the first embodiment of the present invention, it is possible to reliably detect only the occurrence of a collapse such as a landslide or a landslide without erroneous detection even when an animal or a person for monitoring enters a slope. Can do. Moreover, it is not necessary to embed the sensor part in the ground, and it is only possible to fix the column to the inclined ground, so that the installation can be performed easily. In addition, since an optical fiber that does not require electrical conductivity is used for the sensor portion, when an electric sensor is used, handling is easy even outdoors where water-tightness measures are required.

また、本発明の第2の実施例によれば、第1の実施例に加え、傾斜地の崩壊が発生した場所を確実に検知することが可能となる。   Further, according to the second embodiment of the present invention, in addition to the first embodiment, it is possible to reliably detect the place where the collapse of the inclined land has occurred.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を用いることで重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, about the component which has the substantially same function, duplication description is abbreviate | omitted by using the same code | symbol.

本発明における傾斜地崩壊検知システムの構成を図1及び図2により説明する。ここで、図1はシステムの使用状況の概要を示したものであり、図2は傾斜地崩壊検知システムの構成を示したものである。   The configuration of the slope failure detection system according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 shows an outline of the usage status of the system, and FIG. 2 shows the configuration of the slope failure detection system.

101は監視対象となる傾斜地であり土砂やコンクリートから形成されている。102は傾斜地101に設置されている支柱であり、例えば杭がこれに該当する。そして、支柱102は風雨等で容易に動くことがないように、下部の一部分が傾斜地に埋め込まれている。また、支柱102は側面の一部に所定の曲率からなる曲率面を持つ柱体であり、例えば円柱、楕円柱、三角柱、四角柱等が用いられる。ただし、支柱102の先端は傾斜地に埋め込みやすいように円錐状となっていても構わない。   Reference numeral 101 denotes an inclined land to be monitored, which is formed from earth or sand or concrete. 102 is a support | pillar installed in the sloping ground 101, for example, a pile corresponds to this. And the lower part is embedded in the slope so that the support | pillar 102 may not move easily with a wind and rain. Moreover, the support | pillar 102 is a pillar body which has a curvature surface which consists of predetermined curvature in a part of side surface, for example, a cylinder, an elliptical cylinder, a triangular prism, a square pillar etc. are used. However, the tip of the support column 102 may have a conical shape so as to be easily embedded in an inclined ground.

支柱102には後述する光ファイバが沿わされ、光ファイバが張力を受けると支柱102の曲率面に沿って所定の曲率の曲げが発生するようになっている。なお、光ファイバが支柱102に沿わされている際に、光ファイバが張力を受けると一部分が所定の曲率になるようであれば、どのような沿わせ方を用いてもよい。例えば、本実施例のように支柱102の側面に沿わせたり巻き付けたりしてもよいし、支柱102の上面に所定の曲率を持つ溝部を設け、そこに光ファイバを沿わしてもよい。また、曲率面における所定の曲率は、光ファイバ内を伝送する信号光の波長に応じて10mmから60mmの範囲内となっている。   An optical fiber, which will be described later, is provided along the support column 102. When the optical fiber is subjected to tension, bending with a predetermined curvature occurs along the curvature surface of the support column 102. In addition, when an optical fiber is along the support | pillar 102, as long as a part becomes a predetermined curvature when an optical fiber receives tension | tensile_strength, what kind of alignment method may be used. For example, as in the present embodiment, it may be along or wound around the side surface of the support column 102, or a groove portion having a predetermined curvature may be provided on the upper surface of the support column 102, and the optical fiber may be provided there. Further, the predetermined curvature on the curvature surface is in the range of 10 mm to 60 mm depending on the wavelength of the signal light transmitted through the optical fiber.

21は光源装置であり、波長が1480nm以上であって所定のパワーの連続光からなる基準光が出力される。光源装置21の光源には、例えば波長が短い赤外LED、波長が短いレーザダイオード、ドットマトリクスLED等が使用される。   Reference numeral 21 denotes a light source device, which outputs reference light having a wavelength of 1480 nm or more and comprising continuous light with a predetermined power. As the light source of the light source device 21, for example, an infrared LED having a short wavelength, a laser diode having a short wavelength, a dot matrix LED, or the like is used.

22は一端が光源装置21に接続された光ファイバであり、入力された基準光に対し、光ファイバ22に加えられた外力に応じた信号光を出力する。光ファイバ22は外力が加わっていない状態、つまり所定の曲率以下の曲げが発生していない状態では、入力された基準光に対し、光ファイバの素材に基づく伝送損失のみ発生するため、ほぼ同一パワーの信号光が出力される。一方、光ファイバ22に外力が加わり、所定の曲率以下の局所的な曲げが生じると、この部分によって入力された基準光に損失が発生する。そのため、入力された基準光に対し、パワーが低下したり変動したりする信号光が出力される。   Reference numeral 22 denotes an optical fiber having one end connected to the light source device 21 and outputs a signal light corresponding to an external force applied to the optical fiber 22 with respect to the input reference light. In the state where the external force is not applied to the optical fiber 22, that is, in the state where the bending below the predetermined curvature is not generated, only the transmission loss based on the material of the optical fiber is generated with respect to the input reference light. Is output. On the other hand, when an external force is applied to the optical fiber 22 to cause local bending below a predetermined curvature, a loss occurs in the reference light input by this portion. Therefore, signal light whose power is reduced or fluctuated with respect to the inputted reference light is output.

本実施例で使用されている光ファイバ22はカットオフ波長が1260nm以下のシングルモード光ファイバであり、ここで光ファイバ22の曲げ径(直径)と損失の関係について、曲げ損失を求める際の理論式である数式1と、数式1による計算結果を示した図3を用いて説明する。   The optical fiber 22 used in this embodiment is a single mode optical fiber having a cut-off wavelength of 1260 nm or less. Here, regarding the relationship between the bending diameter (diameter) of the optical fiber 22 and the loss, a theory for obtaining the bending loss. This will be described with reference to Expression 1 which is an expression and FIG. 3 showing the calculation result according to Expression 1.

Figure 2007155550
Figure 2007155550

各計数は、
Pa:曲げ損失[dB/m]
a:コア半径(=5um)
R:曲げ半径[m]
Δ:比屈折率差(=0.2)
V:正規化周波数(=2)
W:クラッド中の規格化伝搬定数(=1.2)
U:コア中の規格化伝搬定数(=1.5)
を表している。なお、比屈折率差Δには一般的なシングルモード光ファイバの値を用いている。また、正規化周波数V、クラッド中の規格化伝搬定数W、コア中の規格化伝搬定数Uにはシングルモード光ファイバに波長1550nmの光を通した場合の値を用いている。
Each count is
Pa: Bending loss [dB / m]
a: Core radius (= 5um)
R: Bending radius [m]
Δ: relative refractive index difference (= 0.2)
V: Normalized frequency (= 2)
W: Normalized propagation constant in the cladding (= 1.2)
U: Normalized propagation constant in the core (= 1.5)
Represents. Note that a value of a general single mode optical fiber is used as the relative refractive index difference Δ. The normalized frequency V, the normalized propagation constant W in the cladding, and the normalized propagation constant U in the core are values obtained when light having a wavelength of 1550 nm is passed through a single mode optical fiber.

図3は、カットオフ波長が1260nmのシングルモード光ファイバで、入力される光の波長が1550nmの場合の曲げ径(直径)と損失の関係について、上式より算出したものを示している。図において横軸は曲げ径、縦軸は損失となっている。図示のように曲げ径が大きいところでは、損失はほとんど発生していないが、曲げ径が60mm以下となるあたりから損失が発生し始め、2次曲線的に増加している。このため、光ファイバ22を曲げ径が通常では60mmを超える状態としておき、異常が発生した場合に曲げ径が60mm、もしくはそれよりも小さくなるようにすれば、異常の発生の有無を光ファイバから出力される信号の損失で検知をすることが可能となる。   FIG. 3 shows the relationship between the bending diameter (diameter) and the loss calculated from the above equation when the wavelength of the input light is 1550 nm in a single mode optical fiber having a cutoff wavelength of 1260 nm. In the figure, the horizontal axis represents the bending diameter and the vertical axis represents the loss. As shown in the figure, almost no loss occurs when the bending diameter is large, but loss starts to occur when the bending diameter becomes 60 mm or less and increases in a quadratic curve. Therefore, if the optical fiber 22 is normally in a state where the bending diameter exceeds 60 mm and the bending diameter is set to 60 mm or smaller when an abnormality occurs, the presence or absence of the abnormality is detected from the optical fiber. It is possible to detect the loss of the output signal.

図4は、入力される光の波長が1300nm、1480nm、1550nmの場合の、曲げ径と損失の関係を示したものである。図示のように光の波長が長い方が単位長さあたりに発生する損失が大きくなっている。   FIG. 4 shows the relationship between the bending diameter and loss when the wavelength of input light is 1300 nm, 1480 nm, and 1550 nm. As shown in the figure, the loss generated per unit length increases as the wavelength of light increases.

本実施例では図1および2に示すように、傾斜地101に設置された支柱102に光ファイバ22が沿わされており、これによってセンサ部23が構成されている。なお、ここで光ファイバ22を沿わすやり方としては、光ファイバ22が支柱102に側面において限られた範囲のみ接するようにするだけでなく、光ファイバ22を支柱102の側面全周に巻き付けるようにする方法や、図示していないが、支柱102の上面に溝部を設け、そこに光ファイバ22を沿わす方法も含まれる。また、沿わす際にはある程度の弛みが持たされており、通常時は光ファイバ22は支柱102に密着していなく、若干の空隙が設けられている。この空隙は支柱102と光ファイバ22との間に明らかな隙間が生じる程のものでなくても構わなく、光ファイバ22が直線状に張られる程の張力が加えられていなければよい。以下、このような状態で光ファイバ22を支柱102の側面もしくは上面に配置することを総称して沿わすと記載する。   In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, an optical fiber 22 is run along a support column 102 installed on an inclined land 101, thereby forming a sensor unit 23. Here, as a method of running along the optical fiber 22, not only the optical fiber 22 is in contact with the support column 102 only in a limited range on the side surface, but the optical fiber 22 is wound around the entire side surface of the support column 102. And a method of providing a groove on the upper surface of the support column 102 and extending the optical fiber 22 there, although not shown. In addition, there is a certain amount of slack when moving along, and in normal times the optical fiber 22 is not in close contact with the support column 102 and is provided with a slight gap. This gap may not be so large that a clear gap is formed between the support column 102 and the optical fiber 22, and it is not necessary to apply a tension enough to stretch the optical fiber 22 in a straight line. Hereinafter, arranging the optical fiber 22 on the side surface or the upper surface of the support column 102 in such a state will be described as a general term.

傾斜地に土砂崩れ等の崩壊(以後、傾斜地崩壊と記す)が発生すると、支柱102に動きが生じることで光ファイバ22は張力を受けて曲率面に密着し、光ファイバ22には支柱102の所定部分の曲率と同じ曲率の曲がりが発生する。そのため、光ファイバ22に入力された基準光に対してパワーが低下したり変動したりする信号光が出力され、この信号光を監視することによって、傾斜地崩壊の発生を検知することが可能となる。   When a collapse such as a landslide occurs on the sloping land (hereinafter referred to as a sloping land collapse), the support 102 is moved, so that the optical fiber 22 receives a tension and comes into close contact with the curvature surface, and the optical fiber 22 has a predetermined portion of the support 102. Bends with the same curvature as Therefore, signal light whose power is reduced or fluctuated with respect to the reference light input to the optical fiber 22 is output, and by monitoring this signal light, it is possible to detect the occurrence of slope failure. .

なお、図4を用いて説明したように、光ファイバ22に入力する信号光の波長を短くすれば光ファイバに損失が発生する曲げ径を小さくすることが出来るため、低波長の信号光を用いることで支柱102そのものを小さくして所定部分の曲率を小さくし、センサ23を小型化することが可能となる。しかし、支柱102の曲率面に沿わした際の光ファイバ22の曲率が小さすぎる場合には光ファイバ22が折れる可能性があり、また傾斜地に異常が発生した際に光ファイバに曲がりが発生する長さが短くなり、測定器側で発生した損失を検知できない可能性がある。したがって、実際の使用にあたっては、光ファイバ22に張力が発生した際に曲率が10mmから60mmの範囲内となるように支柱102の曲率面の曲率を決定し、曲率が10mm程度で小さい場合には半周程度、60mmで大きい場合には複数周光ファイバ22を巻き付けるようにするのが好ましい。また、これに対応して光ファイバ22に入力される光の波長も1480nm以上とするのがよい。   As described with reference to FIG. 4, if the wavelength of the signal light input to the optical fiber 22 is shortened, the bending diameter at which loss occurs in the optical fiber can be reduced. Therefore, signal light having a low wavelength is used. As a result, the column 102 itself can be made smaller, the curvature of the predetermined portion can be made smaller, and the sensor 23 can be made smaller. However, if the curvature of the optical fiber 22 along the curvature surface of the support column 102 is too small, the optical fiber 22 may be broken, and the optical fiber may be bent when an abnormality occurs on an inclined ground. Therefore, there is a possibility that the loss generated on the measuring instrument side cannot be detected. Therefore, in actual use, when the tension is generated in the optical fiber 22, the curvature of the curvature surface of the support column 102 is determined so that the curvature is in the range of 10 mm to 60 mm, and the curvature is about 10 mm and small. When it is about half a circle and 60 mm, it is preferable to wrap around the plurality of optical fibers 22. Correspondingly, the wavelength of light input to the optical fiber 22 is preferably 1480 nm or more.

光ファイバ22の損失は、傾斜地101の崩壊だけでなく、傾斜地101を定期的に監視する人物や、動物等が支柱102間の光ファイバに触れた場合にも発生する。しかしながら、発生する曲げの量は小さく、これによる損失も大きくない。これに対し傾斜地崩壊によって光ファイバ22に発生する曲げの量は大きくこれによる損失も大きい。そのため、発生する損失の大きさによって、その損失が傾斜崩壊によるものか、動物等それ以外によるものなのかを判別することが出来る。   The loss of the optical fiber 22 occurs not only when the slope 101 collapses but also when a person, an animal, or the like who regularly monitors the slope 101 touches the optical fiber between the columns 102. However, the amount of bending that occurs is small and the loss due to this is not significant. On the other hand, the amount of bending generated in the optical fiber 22 due to the slope landslide is large, and the loss due to this is large. For this reason, it is possible to determine whether the loss is caused by slope collapse or the other such as an animal depending on the magnitude of the generated loss.

光ファイバ22を支柱102に固定する方法としては、例えば一部分を結束バンドや接着剤等で固定する方法や、予め光ファイバ22の一定部分をシートに接着剤等で固定しておき、そのシートの一部分を結束バンド等で支柱102に固定する方法が挙げられる。なお、図においては支柱102に光ファイバ22を1周分だけ巻き付けているが、前述しているように、巻き付けられる支柱の曲率や使用される信号光の波長によって巻き付け数が設定される。   As a method of fixing the optical fiber 22 to the support column 102, for example, a method of fixing a part with a binding band, an adhesive, or the like, or fixing a predetermined part of the optical fiber 22 to the sheet with an adhesive or the like in advance. A method of fixing a part to the column 102 with a binding band or the like can be mentioned. In the figure, the optical fiber 22 is wound around the support 102 for one turn. However, as described above, the number of windings is set according to the curvature of the support post to be wound and the wavelength of the signal light to be used.

24は光ファイバ22から出力された信号光に基づいて傾斜地101に傾斜地崩壊が発生していないかを検知する検知装置である。以下、検知装置24の内部構成について説明をする。25はO/E変換器であり、光ファイバ22の他端に接続されている。そして、光ファイバ22から信号光が入力されると電気信号に変換し出力する。26はハイパスフィルター(以下、HPFと記す)であり、O/E変換器25からの出力値の高周波成分(本実施例では1Hz以上)を出力する。27は演算部であり、HPF26からの出力に基づいて、傾斜地101に傾斜地崩壊が発生していないかの判定を行い、結果を出力する。ここで、どのように傾斜地崩壊が判定されるかについて図5を用いて説明する。   Reference numeral 24 denotes a detection device that detects whether or not an inclined land collapse has occurred in the inclined land 101 based on the signal light output from the optical fiber 22. Hereinafter, the internal configuration of the detection device 24 will be described. An O / E converter 25 is connected to the other end of the optical fiber 22. When signal light is input from the optical fiber 22, it is converted into an electrical signal and output. Reference numeral 26 denotes a high pass filter (hereinafter referred to as HPF), which outputs a high frequency component (1 Hz or more in this embodiment) of an output value from the O / E converter 25. Reference numeral 27 denotes a calculation unit that determines whether or not the sloped land collapse has occurred in the sloped land 101 based on the output from the HPF 26 and outputs the result. Here, how the slope failure is determined will be described with reference to FIG.

図5はHPF26から出力値を示したものであり、光ファイバ22からの出力について高周波成分を算出したものである。実線はHPF出力値の時間波形を示しており、横方向の破線は傾斜地101について崩壊の有無を判定するための基準電圧VTHDを示している。そして、光ファイバ22に人間や動物等によって曲げが発生した場合には若干の損失が発生するが、基準電圧VTHDを超えるほどではないため、傾斜地101には異常がないと判定される。一方、傾斜地101の土砂崩れによって支柱102が土砂とともに流されると光ファイバ22には張力が発生することで支柱102の曲率面と同じ曲率の曲げが発生し、HPF出力値の時間波形は基準電圧VTHDを超える幅で変動するようになる。そのため、傾斜地101に崩壊が発生したと判定される。 FIG. 5 shows the output value from the HPF 26, and the high frequency component is calculated for the output from the optical fiber 22. The solid line indicates the time waveform of the HPF output value, and the horizontal broken line indicates the reference voltage V THD for determining whether or not the slope 101 is collapsed. When the optical fiber 22 is bent by a human being or an animal, a slight loss occurs. However, since it does not exceed the reference voltage V THD , it is determined that there is no abnormality in the inclined land 101. On the other hand, when the support column 102 is caused to flow along with the earth and sand due to the landslide of the inclined land 101, the optical fiber 22 is tensioned to bend with the same curvature as the curvature surface of the support column 102, and the time waveform of the HPF output value is the reference voltage V. Fluctuates with a width exceeding THD . For this reason, it is determined that the slope 101 has collapsed.

以上、検知装置24について説明をしたが、検出装置24には図示せぬ操作部が設けられており、システム全体の起動の際や、基準電圧の設定等に使用される。   Although the detection device 24 has been described above, the detection device 24 is provided with an operation unit (not shown), and is used for starting the entire system, setting a reference voltage, and the like.

28aは警報装置Aであり、検知装置24からの出力に基づいて警報を発するものである。具体的には傾斜地101に崩壊が発生したとの判定結果が入力された場合に、警報を発する。   Reference numeral 28 a denotes an alarm device A, which issues an alarm based on the output from the detection device 24. Specifically, an alarm is issued when a determination result indicating that the slope 101 has collapsed is input.

次に図6より動作について説明をする。監視者(本実施例におけるシステムの利用者)により検出装置24の図示せぬ操作部で監視開始の操作が行われると、基準電圧VTHDの設定が行われる(S1)。設定は以下の手順で行われる。検出装置24では、監視開始の操作が行われる前のHPF26からの高周波成分出力値がモニタされており、開始操作が行われる直前であって値に変動がない時の平均値が算出される。そしてこの平均値に対し、予め設定されている値が加算され、基準電圧VTHDが算出される。 Next, the operation will be described with reference to FIG. When the monitor (user of the system in the present embodiment) performs a monitoring start operation on an operation unit (not shown) of the detection device 24, the reference voltage V THD is set (S1). Setting is performed according to the following procedure. The detection device 24 monitors the high-frequency component output value from the HPF 26 before the monitoring start operation is performed, and calculates an average value immediately before the start operation is performed and the value does not vary. Then, a preset value is added to this average value, and a reference voltage V THD is calculated.

基準電圧VTHDの設定が完了すると監視が開始され、光源装置21から出力された基準光が光ファイバ22へ入力し、光ファイバ22内を伝送して出力された信号光は、O/E変換器25で電気信号に変換される(S2)。続いてO/E変換器25から出力された電気信号はHPF26で高周波成分が算出される(S3)。そしてHPF26から出力された高周波成分値は演算部27に入力され、基準電圧VTHDと比較される(S4)。ここで、基準電圧VTHDを超えない値であれば、光ファイバ22には支柱102の局所曲率部と同じ曲率の曲がりは発生していないと判定され、S2に戻って監視が継続される。基準電圧VTHDを超える幅で変動が続く場合には、光ファイバ22には支柱102の局所曲率部と同じ曲率の曲がりが生じており、その原因として傾斜地101に崩壊が発生していると判定される(S5)。そして、傾斜地101に崩壊が発生と判定されると、警報装置A28aによって色彩や音によって崩壊の発生を知らせる警報が発せられる(S6)。 When the setting of the reference voltage V THD is completed, monitoring is started, the reference light output from the light source device 21 is input to the optical fiber 22, and the signal light transmitted through the optical fiber 22 is O / E converted. It is converted into an electric signal by the device 25 (S2). Subsequently, the high frequency component of the electrical signal output from the O / E converter 25 is calculated by the HPF 26 (S3). The high frequency component value output from the HPF 26 is input to the calculation unit 27 and compared with the reference voltage V THD (S4). Here, if the value does not exceed the reference voltage V THD , it is determined that the optical fiber 22 is not bent with the same curvature as that of the local curvature portion of the support column 102, and monitoring is continued after returning to S2. When the fluctuation continues with a width exceeding the reference voltage V THD , it is determined that the optical fiber 22 is bent with the same curvature as the local curvature portion of the support column 102 and the slope 101 is collapsed as the cause. (S5). When it is determined that the slope 101 has collapsed, the alarm device A28a issues an alarm notifying the occurrence of the collapse by color or sound (S6).

以上のように本発明における第1の実施例によれば、動物や監視のための人物が傾斜地101に立ち入った場合で誤って検知することなく、土砂崩れや地すべり等の崩壊が発生したことのみを確実に検知することができる。また、センサ部分を地中に埋設する必要はなく、支柱102を傾斜地101に固定するのみなので、設置を容易に行うことが出来る。また、センサ部分には導電を必要としない光ファイバを用いているため、電気センサを用いた場合には水密対策が必要な屋外であっても、取り扱いが容易となる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, only the occurrence of a collapse such as a landslide or a landslide has occurred without erroneous detection when an animal or a person for monitoring enters the sloped land 101. It can be detected reliably. In addition, it is not necessary to embed the sensor portion in the ground, and only the column 102 is fixed to the inclined ground 101, so that the installation can be performed easily. In addition, since an optical fiber that does not require electrical conductivity is used for the sensor portion, when an electric sensor is used, handling is easy even outdoors where water-tightness measures are required.

続いて図7および図8を用いて実施例2の構成について説明する。図7は実施例2のシステムの使用状況の概要を示したものであり、図8は実施例2のシステムの構成を示したものである。   Subsequently, the configuration of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 shows an outline of the usage status of the system of the second embodiment, and FIG. 8 shows the configuration of the system of the second embodiment.

傾斜地101、支柱102は実施例1と同様の構成であり、支柱102は後述する光ファイバを沿わせた際に、光ファイバの一部分が所定の曲率となる曲率面が設けられている。また、曲率についても実施例1と同様、10mmから60mmの範囲内となっている。光ファイバ22についても実施例1と同様のカットオフ波長1260nm以下のシングルモード光ファイバであるが、一端は後述するOTDRに接続されており、他端は自由端となっている。なお、自由端については光ファイバ22内を伝送する光によって不要な反射光を発生させないために、コアに対し斜め形状にカッティングされているのが望ましい。   The inclined ground 101 and the support 102 have the same configuration as that of the first embodiment, and the support 102 is provided with a curvature surface in which a part of the optical fiber has a predetermined curvature when the optical fiber described later is placed. Further, the curvature is in the range of 10 mm to 60 mm as in the first embodiment. The optical fiber 22 is also a single mode optical fiber having a cutoff wavelength of 1260 nm or less similar to that of the first embodiment, but one end is connected to an OTDR described later and the other end is a free end. Note that the free end is preferably cut obliquely with respect to the core so that unnecessary reflected light is not generated by the light transmitted through the optical fiber 22.

31は光ファイバ22の一端が接続されているOTDR(Optical Time Domain Reflectometer)であり、光ファイバ22にパルス光を出力するとともに、そのパルス光が光ファイバ22を伝送することで発生する反射光(後方散乱光)を計測することで、光ファイバ22に外力が加わったかについて、ならびに光ファイバ22のどの位置に外力が加わったかを検知することが出来る。   Reference numeral 31 denotes an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) to which one end of the optical fiber 22 is connected. The OTDR 31 outputs pulse light to the optical fiber 22 and also reflects reflected light generated by transmitting the pulse light through the optical fiber 22 ( By measuring backscattered light, it is possible to detect whether an external force is applied to the optical fiber 22 and to which position of the optical fiber 22 the external force is applied.

OTDR31の主要部は、光源32、光サーキュレータ33、受光装置34から構成されている。そして、光源32からパルス状の基準光(以下、基準パルス光と記す)が出力されると、入力光を特定方向のみに出力する光サーキュレータ33を介して光ファイバ22に基準パルス光が入力する。光ファイバ22では基準パルス光が伝送する一方で、基準パルス光の伝送方向とは反対に基準パルス光から発生されるフレネル反射による反射光、いわゆる後方散乱光が伝送する。この後方散乱光は光ファイバ22を伝送後、光サーキュレータ33を介して受光装置34に入力し、ここでOTDR31からの距離と後方散乱光の出力との関係が算出される。   The main part of the OTDR 31 includes a light source 32, an optical circulator 33, and a light receiving device 34. When pulsed reference light (hereinafter referred to as reference pulse light) is output from the light source 32, the reference pulse light is input to the optical fiber 22 via the optical circulator 33 that outputs the input light only in a specific direction. . While the reference pulse light is transmitted through the optical fiber 22, reflected light by so-called Fresnel reflection generated from the reference pulse light, that is, so-called backscattered light, is transmitted opposite to the transmission direction of the reference pulse light. The backscattered light is transmitted through the optical fiber 22 and then input to the light receiving device 34 via the optical circulator 33. Here, the relationship between the distance from the OTDR 31 and the output of the backscattered light is calculated.

なお、光ファイバ22が巻き付けられる支柱102の曲率面の曲率は10mmから60mmとなっているため、光源32から基準パルス光の波長は実施例1と同様に1480nm以上とするのが好ましい。   In addition, since the curvature of the curvature surface of the support | pillar 102 around which the optical fiber 22 is wound is 10 mm to 60 mm, the wavelength of the reference pulse light from the light source 32 is preferably 1480 nm or more as in the first embodiment.

図9は受光装置34から出力される、OTDR31からの距離に対する反射光の出力の関係を示したものである。ここで41は光ファイバ22に全く外力が加わってない場合、つまり支柱102に光ファイバを巻きつけていない場合の距離と出力の関係を示しており、距離に対し一定の割合で損失が増加、つまり出力が低下するようになっている。42は光ファイバ22を支柱102に巻き付け、傾斜地崩壊検知センサとして傾斜地101に配置した場合の距離と出力の関係を示している。図では説明のために41と42の出力が異なるように表示しているが、実際には出力の初期値は同一であり、A点まで41と42は重なるようになっている。ここで43(A点)、44(B点)、45(C点)、46(D点)、47(E点)の各点は光ファイバ22が支柱102に沿わせられている、もしくは巻き付けられている位置を示しており、巻き付けられることで光ファイバ22に曲がりが発生するため、急激に出力が低下(急激に損失が増加)している。なお、この状態においては、光ファイバ22は大きな張力を受けていないため、発生している曲がりの曲率は支柱102の曲率面の曲率ほど小さくはない。そして、48の破線は傾斜地101に崩壊が発生したときの距離と出力の関係を示している。ここでは44と45の地点で42に対してさらに大きく出力が低下しており、この地点で光ファイバ22は大きな張力を受け曲率面と同じ曲率の曲がりが発生、つまり傾斜地の崩壊が発生していることが確認できるようになっている。   FIG. 9 shows the relationship of the output of the reflected light with respect to the distance from the OTDR 31 output from the light receiving device 34. Here, 41 indicates the relationship between the distance and output when no external force is applied to the optical fiber 22, that is, when the optical fiber is not wound around the support column 102, and the loss increases at a constant rate with respect to the distance. That is, the output is reduced. Reference numeral 42 denotes a relationship between the distance and the output when the optical fiber 22 is wound around the support column 102 and disposed on the inclined land 101 as an inclined land collapse detection sensor. In the figure, for the sake of explanation, the outputs of 41 and 42 are displayed so as to be different from each other. However, in reality, the initial values of the outputs are the same, and 41 and 42 overlap until point A. Here, each point of 43 (point A), 44 (point B), 45 (point C), 46 (point D), 47 (point E) has the optical fiber 22 run along the support column 102 or is wound. Since the optical fiber 22 is bent by being wound, the output is rapidly reduced (loss is rapidly increased). In this state, since the optical fiber 22 does not receive a large tension, the curvature of the generated bending is not as small as the curvature of the curvature surface of the support column 102. A broken line 48 indicates the relationship between the distance and the output when the slope 101 is collapsed. Here, the output at 44 and 45 is much lower than that at 42. At this point, the optical fiber 22 is subjected to a large tension, and the bending with the same curvature as the curvature surface occurs, that is, the slope is collapsed. It can be confirmed that there is.

35は演算装置であり、OTDR31の受光装置34から出力される距離と出力の関係から、光ファイバ22に曲率面と同じ曲率の曲がりが発生していないか、つまり傾斜地101に崩壊が発生していないかを判定する。また、光ファイバ22に初期損失が発生している位置、つまりセンサ部が監視対象となる傾斜地のどの箇所に設置されているかの情報が記録された位置情報対応テーブルを有している。そして、崩壊が発生した場合には、新たに出力が低下(損失が増加)した場所からその位置を特定する。なお、演算装置35には図示せぬ操作部が設けられており、システム全体の起動の際や、各種設定等に使用される。   Reference numeral 35 denotes an arithmetic unit. From the relationship between the distance output from the light receiving device 34 of the OTDR 31 and the output, the optical fiber 22 has not been bent with the same curvature as the curvature surface, that is, the slope 101 has collapsed. Determine if there is any. In addition, it has a position information correspondence table in which information on the position where the initial loss is generated in the optical fiber 22, that is, the position where the sensor unit is installed on the inclined land to be monitored is recorded. And when collapse occurs, the position is specified from the place where the output newly decreased (loss increased). The operation device 35 is provided with an operation unit (not shown), and is used for starting up the entire system, various settings, and the like.

28bは警報装置Bであり、警報装置A28aの機能に加え、崩壊が発生した位置の情報を合わせて報知する。   Reference numeral 28b denotes an alarm device B, which notifies the information of the position where the collapse has occurred in addition to the function of the alarm device A 28a.

次に図10より動作について説明をする。監視者(本実施例におけるシステムの利用者)により検出装置31の図示せぬ操作部で監視開始の操作が行われると、光源装置21から光ファイバ22へ基準パルス光が入力され、これに対する後方散乱光として光ファイバ22から出力される信号光をOTDR初期出力として用い、損失が発生している地点と損失値を算出し、これが登録される(S11)。登録が完了すると、OTDRにおいてOTDRからの距離に対する信号光の出力の測定が行われる(S12)。続いてS11で損失ありとされた地点における信号光の出力と、S11で基準値として登録された出力とが比較され、損失の増加量が算出される(S13)。   Next, the operation will be described with reference to FIG. When a monitor (user of the system in the present embodiment) performs a monitoring start operation on an operation unit (not shown) of the detection device 31, the reference pulse light is input from the light source device 21 to the optical fiber 22, and the rear of this. Using the signal light output from the optical fiber 22 as the scattered light as the OTDR initial output, the point where the loss has occurred and the loss value are calculated and registered (S11). When the registration is completed, the output of the signal light with respect to the distance from the OTDR is measured in the OTDR (S12). Subsequently, the output of the signal light at the point where there is a loss in S11 and the output registered as the reference value in S11 are compared, and the increase in loss is calculated (S13).

S13で算出された増加量は予め設定されている閾値と比較され(S14)、閾値を越えていない場合にはS12に戻って再び測定が継続され、超えている場合には次のステップに進む。S14で閾値を超えていると判定されると、傾斜地崩壊の異常が発生したと判定される(S15)。次いで、演算装置35に設けられている位置情報対応テーブルを参照し、傾斜地崩壊が発生した場所がどこであるか算出される(S16)。そして、警報装置B28bによって色彩や音によって崩壊の発生を知らせる警報が発せられるとともに、傾斜地崩壊が発生した場所が表示部に表示される(S17)。   The increase amount calculated in S13 is compared with a preset threshold value (S14). If the threshold value is not exceeded, the process returns to S12 and measurement is continued again. . If it is determined in S14 that the threshold value has been exceeded, it is determined that an abnormality in slope landslide has occurred (S15). Next, with reference to the position information correspondence table provided in the arithmetic unit 35, it is calculated where the slope collapse occurred (S16). Then, the alarm device B28b issues an alarm notifying the occurrence of collapse by color or sound, and displays the location where the slope collapse occurred on the display unit (S17).

以上のように本発明における第2の実施例によれば、実施例1の効果に加え、傾斜地崩壊が発生した場所がどこであるかを、容易に算出することが可能である。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to easily calculate where the slope collapse occurred.

実施例1のシステム使用状況図System usage situation diagram of Example 1 実施例1のシステム構成図System configuration diagram of Embodiment 1 曲げ径と損失の関係説明図Illustration of relationship between bending diameter and loss 波長をパラメータとした曲げ径と損失の関係説明図Illustration of relationship between bending diameter and loss with wavelength as parameter HPF出力説明図HPF output explanatory diagram 実施例1の動作フローOperation flow of Example 1 実施例2のシステム使用状況図System usage situation diagram of Example 2 実施例2のシステム構成図System configuration diagram of embodiment 2 OTDR出力説明図Explanation of OTDR output 実施例2の動作フローExample 2 Operation Flow

符号の説明Explanation of symbols

102:支柱
21:光源装置
22:光ファイバ
23:センサ部
24:検出装置
25:O/E変換器
26:HPF
27:演算部
31:OTDR
35:演算装置
102: support 21: light source device 22: optical fiber 23: sensor unit 24: detection device 25: O / E converter 26: HPF
27: Calculation unit 31: OTDR
35: Arithmetic unit

Claims (20)

斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、
基準光を出力する光源と、
傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で前記斜面に設置された支柱と、
前記支柱の動きの有無を検知するために一部分が該支柱に沿うように配置され、入力された前記基準光に対し、該支柱の動きによる外力に応じた信号光を出力する光ファイバと、
前記信号光に基づいて前記光ファイバへの外力の有無を検知する外力検知手段と、
前記外力検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知手段と、
を備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
An inclined landslide detection system that detects landslides such as landslides and landslides on slopes,
A light source that outputs a reference light;
Pillars installed on the slope in a state where at least a part thereof is buried in order to detect slope failure,
A part of the optical fiber for detecting the presence or absence of the movement of the column, and an optical fiber that outputs signal light corresponding to an external force generated by the movement of the column with respect to the input reference light;
An external force detecting means for detecting the presence or absence of an external force to the optical fiber based on the signal light;
Inclined landslide detection means for detecting landslide collapse based on the detection result by the external force detection means,
An inclined land collapse detection system comprising:
請求項1記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記光ファイバが沿う前記支柱の側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、該支柱に動きがあると該光ファイバは張力を受けることで該曲率面に密接し、該光ファイバに該所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope landslide detection system according to claim 1,
A side surface of the support along which the optical fiber is formed has a curvature surface having a predetermined curvature in part, and when the support moves, the optical fiber is in close contact with the curvature surface by receiving tension. An inclined landslide detection system characterized in that a bend with the predetermined curvature is generated.
請求項1乃至2記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記支柱は複数設けられ、前記光ファイバの径路上の各一部分が該複数の支柱に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 1 or 2,
The slope landslide detection system, wherein a plurality of the columns are provided, and each part on the path of the optical fiber is arranged along the columns.
斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、
基準光を出力する光源と、
傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で前記斜面に設置されるとともに上面に溝部が設けられた支柱と、
前記支柱の動きの有無を検知するために一部分が前記溝部に沿うように配置され、入力された前記基準光に対し、該支柱の動きによる外力に応じた信号光を出力する光ファイバと、
前記信号光に基づいて前記光ファイバへの外力の有無を検知する外力検知手段と、
前記外力検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知手段と、
を備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
An inclined landslide detection system that detects landslides such as landslides and landslides on slopes,
A light source that outputs a reference light;
A strut that is installed on the slope and is provided with a groove on the upper surface in a state where at least a portion thereof is buried in order to detect sloped land collapse,
A part of the optical fiber that is arranged along the groove to detect the presence or absence of movement of the support, and outputs an optical signal corresponding to an external force generated by the movement of the support with respect to the input reference light;
An external force detecting means for detecting the presence or absence of an external force to the optical fiber based on the signal light;
Inclined landslide detection means for detecting landslide collapse based on the detection result by the external force detection means,
An inclined land collapse detection system comprising:
請求項4記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記光ファイバが沿う前記溝部の内側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、該支柱に動きがあると該光ファイバは張力を受けることで該曲率面に密接し、該光ファイバに該所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 4,
The inner side surface of the groove along which the optical fiber extends has a curved surface having a predetermined curvature, and when the support column moves, the optical fiber receives tension and comes into close contact with the curved surface. An inclined landslide detection system, wherein the fiber is bent with the predetermined curvature.
請求項4乃至5記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記支柱は複数設けられ、前記光ファイバの径路上の各一部分が該複数の支柱の溝部に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
An inclined land collapse detection system according to claim 4,
A slope landslide detection system, wherein a plurality of the columns are provided, and each part on the path of the optical fiber is arranged along a groove of the columns.
請求項1乃至6記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記光ファイバから出力された信号光を電気信号に変換するO/E変換器と、
前記電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターと、
を備え、
さらに、前記外力検知手段は基準値を有し、前記高周波成分と該基準値との比較結果に基づいて前記光ファイバへの外力の有無を検知する手段を備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope landslide detection system according to claim 1,
An O / E converter for converting signal light output from the optical fiber into an electrical signal;
A high-pass filter that outputs a high-frequency component of the electrical signal;
With
In addition, the external force detection means has a reference value, and includes a means for detecting the presence or absence of an external force on the optical fiber based on a comparison result between the high frequency component and the reference value. .
請求項7記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記外力検知手段は、前記高周波成分が前記基準値を超える幅で変動した場合に前記光ファイバへの外力有りと判定し、
前記傾斜地崩壊検知手段は、前記外力検知手段が外力有りと判定した場合に傾斜地崩壊が発生していると判定することを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope landslide detection system according to claim 7,
The external force detection means determines that there is an external force to the optical fiber when the high-frequency component fluctuates in a width exceeding the reference value,
The slope failure detection system according to claim 1, wherein the slope failure detection means determines that a slope failure has occurred when the external force detection means determines that there is an external force.
斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、
傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で前記斜面に設置された支柱と、
前記支柱の動きの有無を検知するために一部分が該支柱に沿うように配置された光ファイバと、
前記光ファイバの一端に接続され、該支柱の動きによる前記光ファイバの変形値と変形位置とを検知する変形検知手段と、
前記変形検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知しその位置を特定する傾斜地崩壊検知手段と、
を備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
An inclined landslide detection system that detects landslides such as landslides and landslides on slopes,
Pillars installed on the slope in a state where at least a part thereof is buried in order to detect slope failure,
An optical fiber partially disposed along the column to detect the presence or absence of movement of the column;
Deformation detecting means connected to one end of the optical fiber and detecting a deformation value and a deformation position of the optical fiber due to the movement of the support;
Inclined landslide detecting means for detecting an inclined landslide based on the detection result by the deformation detecting means and specifying the position thereof;
An inclined land collapse detection system comprising:
請求項9記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記光ファイバが沿う前記支柱の側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、該支柱に動きがあると該光ファイバは張力を受けることで該曲率面に密接し、該光ファイバには該所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 9,
A side surface of the support along which the optical fiber is formed has a curvature surface having a predetermined curvature in part, and when the support moves, the optical fiber is in close contact with the curvature surface by receiving tension. An inclined land collapse detection system characterized in that the bending of the predetermined curvature occurs.
請求項9乃至10記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記支柱は複数設けられ、前記光ファイバの径路上の各一部分が該複数の支柱に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 9 to 10,
The slope landslide detection system, wherein a plurality of the columns are provided, and each part on the path of the optical fiber is arranged along the columns.
斜面における土砂崩れや地すべり等の傾斜地崩壊を検知する傾斜地崩壊検知システムであって、
傾斜地崩壊を検知するために少なくとも一部分が埋設された状態で前記斜面に設置されるとともに上面に溝部が設けられた支柱と、
前記支柱の動きの有無を検知するために一部分が該支柱の上面に設けられた溝部に沿うように配置された光ファイバと、
前記光ファイバの一端に接続され、該支柱の動きによる前記光ファイバの変形値と変形位置とを検知する変形検知手段と、
前記変形検知手段による検知結果に基づいて傾斜地崩壊を検知しその位置を特定する傾斜地崩壊検知手段と、
を備えることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
An inclined landslide detection system that detects landslides such as landslides and landslides on slopes,
A strut that is installed on the slope and is provided with a groove on the upper surface in a state where at least a portion thereof is buried in order to detect sloped land collapse,
An optical fiber disposed so that a part thereof is along a groove provided on the upper surface of the support in order to detect the presence or absence of movement of the support;
Deformation detecting means connected to one end of the optical fiber and detecting a deformation value and a deformation position of the optical fiber due to the movement of the support;
Inclined landslide detecting means for detecting an inclined landslide based on the detection result by the deformation detecting means and specifying the position thereof;
An inclined land collapse detection system comprising:
請求項12記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記光ファイバが沿う前記溝部の内側面は一部に所定の曲率からなる曲率面を有し、該支柱に動きがあると該光ファイバは張力を受けることで該曲率面に密接し、該光ファイバには該所定の曲率の曲げが発生することを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 12,
The inner side surface of the groove along which the optical fiber extends has a curved surface having a predetermined curvature, and when the support column moves, the optical fiber receives tension and comes into close contact with the curved surface. An inclined landslide detection system, wherein the fiber is bent with the predetermined curvature.
請求項12乃至13記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記支柱は複数設けられ、前記光ファイバの径路上の各一部分が該複数の支柱の溝部に沿うように配置されることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope landslide detection system according to any one of claims 12 to 13,
A slope landslide detection system, wherein a plurality of the columns are provided, and each part on the path of the optical fiber is arranged along a groove of the columns.
請求項9乃至14記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記傾斜地崩壊検知手段は基準値を有し、前記変形値と該基準値との比較結果に基づいて傾斜地崩壊が発生していると判定し、さらにその位置を算出することを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 9 to 14,
The slope landslide detection means has a reference value, determines that slope landslide has occurred based on a comparison result between the deformation value and the reference value, and further calculates the position thereof. Detection system.
請求項9乃至15記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記変形検知手段は前記光ファイバに基準パルス光を出力すると共に該基準パルス光に基づいて発生し該光ファイバから出力された後方散乱光を受光するOTDRであることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 9 to 15,
The deformation detection means is an OTDR detecting system for outputting a reference pulse light to the optical fiber and receiving backscattered light generated based on the reference pulse light and output from the optical fiber. .
請求項1乃至15記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記基準光の波長は1480nm以上であることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
A slope failure detection system according to claim 1 to 15,
The slope failure detection system according to claim 1, wherein the wavelength of the reference light is 1480 nm or more.
請求項16記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記基準パルス光の波長は1480nm以上であることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 16,
The slope failure detection system according to claim 1, wherein a wavelength of the reference pulse light is 1480 nm or more.
請求項1乃至18記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記支柱は、該支柱に沿わした前記光ファイバにおいて張力を受けた際の曲率が10mm以上60mm以下となる形状であることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 1 to 18,
The inclined column collapse detection system, wherein the column has a shape with a curvature of 10 mm or more and 60 mm or less when tension is applied to the optical fiber along the column.
請求項1乃至19記載の傾斜地崩壊検知システムであって、
前記光ファイバはカットオフ波長が1260nm以下のシングルモード光ファイバであることを特徴とする傾斜地崩壊検知システム。
The slope failure detection system according to claim 1 to 19,
The optical fiber is a single-mode optical fiber having a cutoff wavelength of 1260 nm or less, and an inclined land collapse detection system.
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