JP2010281706A

JP2010281706A - 海底ケーブル探査方法

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Publication number: JP2010281706A
Application number: JP2009135721A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Nagao; 泰佳長尾; Hideyuki Shirai; 秀幸白井
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Engineering Consultants Co Ltd
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Engineering Consultants Co Ltd
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-05
Also published as: JP5297269B2

Abstract

【課題】水深が深い場合であっても海底ケーブルの敷設位置を精度よく把握することが可能な海底ケーブル探査方法を提供する。
【解決手段】サーチコイル３が電力ケーブルＫを横断するように船舶１を移動させサーチコイル３による電力ケーブルＫの探知時における船舶１の往路位置Ａ１をＧＰＳ１１を用いて記憶する往路探査工程と、サーチコイル３が電力ケーブルＫを往路探査工程に対して反対方向から横断するように船舶１を移動させサーチコイル３による電力ケーブルＫの探知時における船舶１の復路位置Ｂ１をＧＰＳ１１を用いて記憶する復路探査工程と、ＧＰＳ１１を用いて記憶された電力ケーブルＫの探知時における船舶１の往路位置Ａ１と復路位置Ｂ１との中間点Ｃ１を電力ケーブルＫの敷設位置と算出するケーブル位置算出工程とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、水深が深い場合であっても海底ケーブルの敷設位置を精度よく把握することが可能な海底ケーブル探査方法に関する。

従来から海底に敷設されている電力ケーブルを探査するために、サーチコイルを用いた技術が知られている（特許文献１、２参照。）。サーチコイルは、電力ケーブルに流れる電流によって生じる磁界を探知するものであり、これによって電力ケーブルの埋設深度の測定などが行われている。

図９は、海底に敷設された電力ケーブルの従来における探査方法の一例を示している。図９（ａ）に示すように、海Ｓを移動する船舶１には、ロープ２を介してサーチコイル３が連結されており、船舶１が海面Ｓ１を移動することによりサーチコイル３が海底Ｓ２に沿って移動するようになっている。サーチコイル３によって海底Ｓ２に敷設された電力ケーブルＫが探知された場合は、図９（ｂ）に示すように、船舶１を反対方向に移動させ、目視により船舶１をサーチコイル３の反応位置の直上に位置させる。そして、サーチコイル３の直上に位置する船舶１の位置をＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を用いて記録し、電力ケーブルＫの敷設位置を決定している。

特開平７−４９０６号公報実開平６−６９８７０号公報

しかし、図９の電力ケーブルの探査方法においては、海Ｓの水深が深い場合は、海底Ｓ２にあるサーチコイル３を船上から目視で確認することが困難となり、電力ケーブルＫの探査が不可能となるという問題がある。このような問題は、電力ケーブルに限られず海底に敷設される通信ケーブルなど他の種類の海底ケーブルについても存在する。

そこでこの発明は、水深が深い場合であっても海底ケーブルの敷設位置を精度よく把握することが可能な海底ケーブル探査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、海底ケーブルを探知するケーブル探知手段を所定の長さのロープを介して船舶と連結し、前記船舶の移動により前記ケーブル探知手段を海底に沿って移動させて前記海底ケーブルを探査する海底ケーブル探査方法であって、前記ケーブル探知手段が前記海底ケーブルを横断するように前記船舶を移動させ前記ケーブル探知手段による前記海底ケーブルの探知時における前記船舶の往路位置をＧＰＳを用いて記憶する往路探査工程と、前記ケーブル探知手段が前記海底ケーブルを前記往路探査工程に対して反対方向から横断するように前記船舶を移動させ前記ケーブル探知手段による前記海底ケーブルの探知時における前記船舶の復路位置をＧＰＳを用いて記憶する復路探査工程と、前記ＧＰＳを用いて記憶された前記海底ケーブルの探知時における前記船舶の往路位置と復路位置との中間点を前記海底ケーブルの敷設位置と算出するケーブル位置算出工程と、を有することを特徴とする海底ケーブル探査方法である。

この発明によれば、ケーブル探知手段を船舶の往路と復路において海底ケーブルを横断させることにより、往路と復路における海底ケーブルの探知位置をＧＰＳを用いて記憶させ、海底ケーブルの探知時における船舶の往路位置と復路位置との中間点を海底ケーブルの敷設位置と算出する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の海底ケーブル探査方法において、前記ケーブル探知手段による前記海底ケーブルの探知時における前記ロープの海面に対する入水角度を測定し、該入水角度を前記ケーブル位置算出工程における補正係数として用いることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ＧＰＳを用いて記憶された海底ケーブルの探知時の船舶の往路位置と復路位置との中間点を海底ケーブルの敷設位置と算出するようにしているので、水深が深く船上からケーブル探知手段を目視で確認できない場合でも、海底ケーブルの敷設位置を精度よく把握することが可能となる。また、船舶をケーブル探知手段の直上に位置させることが不要となるので、潮の流れが速い場合や強風の場合であっても、海底ケーブルの探査に支障はなく、探査時間を短縮することができる。

請求項２に記載の発明によれば、海底ケーブルの探知時におけるロープの海面に対する入水角度をケーブル位置算出工程における補正係数として用いるので、船舶の移動速度の変化に伴うロープのたるみによる船舶とケーブル探知手段との距離を補正することができ、海底ケーブルの探査精度を高く保つことができる。

本発明の実施の形態に係わる海底ケーブル探査方法における船舶の往路での探査状態を示す概要図である。本発明の実施の形態に係わる海底ケーブル探査方法における船舶の復路での探査状態を示す概要図である。図１の海底ケーブル探査に用いられるサーチコイルの斜視図である。図１の船舶に搭載される海底ケーブル探査装置の概要を示すブロック図である。図４の海底ケーブル探査装置によって出力されるケーブル探知波形図である。本発明の実施の形態に係わる海底ケーブル探査方法におけるケーブル敷設位置の算出方法を示す模式図である。本発明の実施の形態に係わる海底ケーブル探査方法におけるケーブル敷設位置の算出手順を示すフローチャートである。図６の変形例を示すケーブル敷設位置の算出方法の模式図である。従来の海底ケーブル探査方法の概要図である。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１ないし図７は、この発明の実施の形態を示している。図１および図２において、海底Ｓ２には海底ケーブルとしての電力ケーブルＫが敷設されている。海Ｓには、電力ケーブルＫを探査するための船舶１が浮かんでおり、船舶１は船尾１ｂに設けられたスクリュー（図示略）による推進力によって海面Ｓ１を移動するようになっている。船舶１は、電力ケーブルＫを探知するためのケーブル探知手段としてのサーチコイル３が海底Ｓ２に沿って移動するように、所定の長さのロープ２を介してサーチコイル３を牽引するようになっている。ロープ２の一方は、船舶１のスクリューとロープ２との干渉を防止するために船舶１の先頭部１ａに連結されている。船舶１の先頭部１ａからサーチコイル３までのロープ２の長さは、サーチコイル３が確実に海底Ｓ２に沿って移動するように海底Ｓ２の水深を考慮して設定されている。

この実施の形態においては、図１および図２に示すように、船舶１の往路Ｆ１および復路Ｆ２のいずれも船舶１のスクリューとロープ２との干渉を防止するために、船尾１ｂを先頭として船舶１を移動するようにしているが、スクリュー以外の推進構造をもつ船舶１であれば、船尾１ｂにロープ２を連結して先頭部１ａを先頭として移動する構成としてもよい。

サーチコイル３は、図３に示すように、牽引部３ａと探知部３ｂとを有している。サーチコイル３は、海底Ｓ２に確実に着地するように適度な重さに設定されている。牽引部３ａと探知部３ｂは、ヒンジ３ｄを介して連結されており、牽引部３ａは矢印で示すように探知部３ｂに対して上下方向に揺動可能となっている。牽引部３ａは、サーチコイル３の進行方向前部に位置しており、先端部３ａ１にはロープ２が連結される連結金具３ｅが取付けられている。探知部３ｂは、電力ケーブルＫから生じる磁界を探知する環状のコイル部３ｃを内部に有している。サーチコイル３は、ローブ２が連結される牽引部３ａが探知部３ｂに対して上下方向に揺動可能であるので、ロープ２の牽引角度が変化した場合でも探知部３ｂは海底Ｓ２に常時接した状態で移動することが可能となっている。

図４は、船舶１に搭載される海底ケーブル探査装置１０の概要を示している。図４に示すように、海底ケーブル探査装置１０は、サーチコイル３、ＧＰＳ１１、制御手段１２、記憶手段１３、補正入力部１４、出力手段１５を有している。記憶手段１３は、図６に示すように、往路Ｆ１におけるサーチコイル３による電力ケーブルＫの探知時における船舶１の往路位置Ａ１をＧＰＳ１１を用いて記憶する機能と、復路Ｆ２におけるサーチコイル３による電力ケーブルＫの探知時における船舶１の復路位置Ｂ１をＧＰＳ１１を用いて記憶する機能を有している。ＧＰＳ１１は、周知の通り、人工衛星を利用して地球上のどこにいるのかを正確に割り出すシステムであり、ＧＰＳ１１を利用することにより海上における船舶１の位置を正確に把握することが可能となる。

制御手段１２は、記憶手段１３に記憶された電力ケーブルＫの探知時の船舶１の往路位置Ａ１と復路位置Ｂ１との中間点Ｃ１を電力ケーブルＫの敷設位置として算出する機能を有している。補正入力部１４は、電力ケーブルＫの探知時におけるローブ２の海面Ｓ２に対する入水角度θ１、θ２を補正係数として入力する機能を有している。出力手段１５は、サーチコイル３による電力ケーブルＫのケーブル探知波形Ｐを出力するとともに、制御手段１２による算出結果を出力する機能を有している。

図５は、サーチコイル３からの信号に基づく電力ケーブルＫのケーブル探知波形Ｐを示している。図５に示すように、電力ケーブルＫが探知されない状態では探知感度が低い波形Ｐ１となり、電力ケーブルＫが探知された際は探知感度の高い波形Ｐ２となる。このように、電力ケーブルＫを探知した場合と探知しない場合とでは、明らかに波形Ｐの形状が異なることになり、波形Ｐの形状から電力ケーブルＫの探査が可能となる。サーチコイル３に基づく波形Ｐの形状（感度）が時間に対してどのように推移するかは、船舶１の往路Ｆ１および復路Ｆ２において常時記憶手段１３に記録される。

つぎに、海底ケーブル探査装置１０を用いた海底ケーブル探査方法について説明する。ここで、図７におけるステップＳ２１〜Ｓ２３は往路探査工程、ステップＳ２４〜Ｓ２６は復路探査工程、ステップＳ２７はケーブル位置算出工程を構成する。

図７のステップＳ２１においては、図１に示すように船舶１を往路Ｆ１方向に移動させる。船舶１が往路Ｆ１方向に移動すると、サーチコイル３はロープ２を介して船舶１に牽引され、海底Ｓ２に沿って移動することになる。つぎに、ステップＳ２２に進み、サーチコイル３によって電力ケーブルＫを探知したか否かが判断される。ここで、電力ケーブルＫを探知していない場合は、ステップＳ２１に戻り、船舶１を継続して往路Ｆ１方向に移動させる。ステップＳ２２において、サーチコイル３によって電力ケーブルＫを探知したと判断した場合は、ステップＳ２３に進み、往路Ｆ１における電力ケーブルＫの探知時の船舶位置Ａ１をＧＰＳ１１を用いて記憶手段１３に記憶する。その後、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４においては、図２に示すように船舶１の進路を反転させ、船舶１を復路Ｆ２方向に移動させる。船舶１が復路Ｆ２方向に移動すると、サーチコイル３はロープ２を介して船舶１に牽引され、海底Ｓ２に沿って移動することになる。つぎに、ステップＳ２５においてサーチコイル３によって電力ケーブルＫを探知したか否かが判断される。ここで、電力ケーブルＫを探知していない場合は、ステップＳ２４に戻り、船舶１を継続して復路Ｆ２方向に移動させる。ステップＳ２５において、サーチコイル３によって電力ケーブルＫを探知したと判断した場合は、ステップＳ２６に進み、復路Ｆ２における電力ケーブルＫの探知時の船舶位置Ｂ１をＧＰＳ１１を用いて記憶手段１３に記憶する。

つぎに、ステップＳ２７に進み、記憶手段１３に記憶された電力ケーブルＫの探知時の船舶１の往路位置Ａ１と復路位置Ｂ１との中間点Ｃ１を電力ケーブルＫの敷設位置と算出する。すなわち、船舶１とサーチコイル３を連結するロープ２の長さは、船舶１の往路Ｆ１と復路Ｆ２において一定に保たれているので、図６に示すように、往路位置Ａ１と復路位置Ｂ１とを結ぶ直線の中間点Ｃ１が電力ケーブルＫの敷設位置とされる。

ここで、潮の速度や強風の影響により、船舶１の速度を往路Ｆ１と復路Ｆ２で同じにすることが難しいため、ロープ２に作用する張力が変化し、ロープ２のたるみによって船舶１とサーチコイル３との距離が若干変動する場合があるが、この場合は往路Ｆ１における電力ケーブルＫの探知時のロープ２の入水角度θ１と、復路Ｆ２における電力ケーブルＫの探知時のロープ２の入水角度θ２を測定し、これらの入水角度θ１、θ２を補正係数として補正入力部１４に入力し、これを考慮して電力ケーブルＫの敷設位置を算出する。

このように、ケーブル位置算出工程であるステップＳ２７では、電力ケーブルＫの探知時の船舶１の往路位置Ａ１と復路位置Ｂ１との中間点Ｃ１を電力ケーブルＫの敷設位置と算出するので、水深が深く船上からサーチコイル３を確認できない場合でも、電力ケーブルＫの敷設位置を精度よく把握することが可能となる。また、船舶１をサーチコイル３の直上に位置させることが不要となるので、潮の流れが速い場合や海上が強風の場合であっても、電力ケーブルＫの探査精度を高めることができ、しかも電力ケーブルＫの探査時間を短縮することができる。

そして、電力ケーブルＫの探知時におけるロープ２の海面Ｓ１に対する入水角度θ１、θ２を補正係数として用いる場合は、船舶１の移動速度の変化に伴うロープ２のたるみによる船舶１とサーチコイル３との距離を補正することができ、電力ケーブルＫの探査精度をさらに高めることができる。また、図６に示すように船舶１を1往復させるだけでなく、船舶１の往復を複数回繰り返すことにより、さらに電力ケーブルＫの探査精度をさらに高めることが可能となる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、図６においては、サーチコイル３が電力ケーブルＫに対してほぼ同じルートで横断しているが、図８に示すように、往路Ｆ１と復路Ｆ２は必ずしも同じルートを通過する必要はなく、この場合もＧＰＳ１１を用いて把握された電力ケーブルＫの探知時の船舶１の往路位置Ａ２と復路位置Ｂ２との中間点Ｃ２を電力ケーブルＫの敷設位置として算出する。

また、この発明の実施の形態では、電力ケーブルＫから生ずる磁気をサーチコイル３によって検知して電力ケーブルＫを探査する場合を説明したが、海底ケーブルは電力ケーブルに限定されることはなく、金属探知機などのケーブル探知手段を用いて探知可能な通信ケーブルであってもよい。

１船舶
２ロープ
３サーチコイル（ケーブル探知手段）
１０海底ケーブル探査装置
１１ＧＰＳ
１４補正入力部
Ｋ電力ケーブル（海底ケーブル）
Ｓ１海底
Ｐケーブル探知波形
Ｆ１往路
Ｆ２復路
Ａ１海底ケーブル探知時における船舶の往路位置
Ｂ１海底ケーブル探知時における船舶の復路位置
Ｃ１中間点

Claims

海底ケーブルを探知するケーブル探知手段を所定の長さのロープを介して船舶と連結し、前記船舶の移動により前記ケーブル探知手段を海底に沿って移動させて前記海底ケーブルを探査する海底ケーブル探査方法であって、
前記ケーブル探知手段が前記海底ケーブルを横断するように前記船舶を移動させ前記ケーブル探知手段による前記海底ケーブルの探知時における前記船舶の往路位置をＧＰＳを用いて記憶する往路探査工程と、
前記ケーブル探知手段が前記海底ケーブルを前記往路探査工程に対して反対方向から横断するように前記船舶を移動させ前記ケーブル探知手段による前記海底ケーブルの探知時における前記船舶の復路位置をＧＰＳを用いて記憶する復路探査工程と、
前記ＧＰＳを用いて記憶された前記海底ケーブルの探知時における前記船舶の往路位置と復路位置との中間点を前記海底ケーブルの敷設位置と算出するケーブル位置算出工程と、
を有することを特徴とする海底ケーブル探査方法。
前記ケーブル探知手段による前記海底ケーブルの探知時における前記ロープの海面に対する入水角度を測定し、該入水角度を前記ケーブル位置算出工程における補正係数として用いることを特徴とする請求項１に記載の海底ケーブル探査方法。