JP7124876B2 - 状態特定システム、状態特定装置、状態特定方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、状態特定システム、状態特定装置、状態特定方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。

従来、電柱の異常検出は、人手によって行われていることが多く、例えば、作業員が目視のみで異常を判断したり、電柱を叩いた音等で異常を判断したりしていた。しかし、人手によって電柱の異常検出を行う場合、コスト・時間が多大にかかり、異常の発見や対処が遅れてしまうことがある。
そのため、最近は、電柱の異常を、光ファイバを用いて監視するシステムが提案されている（例えば、特許文献１，２）。

特許文献１に記載の技術においては、電柱の上下方向に直線状又は螺旋状に光ファイバを敷設する。自動車の衝突で電柱が折損すると、光ファイバに強い曲りが生じ、光ファイバの内部を伝搬される光信号に損失が発生する。そのため、この損失による損失量をＯＴＤＲ（Optical Time-Domain Reflectometry）測定により検出することで複数の電柱のいずれかに折損が発生したことを検出する。

また、特許文献２に記載の技術においては、電柱への営巣の検出用の光ファイバである営巣検出用心線を敷設する。電柱への営巣により営巣検出用心線がたわむと、営巣検出用心線に曲げや引っ張り等の歪みが生じ、営巣検出用心線の内部を伝搬される光信号の強度が減衰する。そのため、この減衰による損失量をＯＴＤＲ測定により検出することで電柱に営巣がなされたことを検出する。

特開２００８－０６７４６７号公報 特開２０１５－０５３８３２号公報

ところで、特許文献１，２に記載の技術においては、光ファイバに強い応力がかかった場合の光信号の損失量を監視することで電柱の異常検出を行っている。
したがって、電柱への営巣や折損等の極端な状態は検出することができるものの、光ファイバへの応力にほとんど影響しないような状態の検出は困難であるという課題がある。

一方、近年、ＩｏＴ（Internet of Things）等の発展に伴い、電柱の周囲の環境状況、温度等の様々な事象を検出する需要が高まっている。しかし、電柱の周囲の環境変化は、光ファイバへの応力への顕著な変化に現れない可能性が高い。また、電柱の周囲の様々な異なる環境変化のそれぞれを個別に特定する必要もある。

そこで本開示の目的は、上述した課題を解決し、電柱の状態又は電柱の周囲の環境状態を高精度に特定することができる状態特定システム、状態特定装置、状態特定方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することにある。

一態様による状態特定システムは、
電柱に敷設された通信用光ファイバを含むケーブルと、
前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する特定部と、
を備える。

一態様による状態特定装置は、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する特定部と、
を備える。

一態様による状態特定方法は、
状態特定装置による状態特定方法であって、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信し、
前記受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する。

一態様による非一時的なコンピュータ可読媒体は、
コンピュータに、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する手順と、
前記受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する手順と、
を実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体である。

上述の態様によれば、電柱の状態又は電柱の周囲の環境状態を高精度に特定することができるという効果が得られる。

実施の形態に係る状態特定システムの構成の一例を示す図である。 実施の形態に係る位置情報の一例を示す図である。 実施の形態に係る特定部により特定可能な電柱の状態及び電柱の周囲の環境状態の一例を示す図である。 実施の形態に係る特定部により特定された状態に基づき実現可能なアプリケーションの一例を示す図である。 実施の形態に係る対応テーブルの一例を示す図である。 実施の形態に係る状態特定装置を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態に係る状態特定システムの動作フローの一例を示すフロー図である。 他の実施の形態に係る状態特定システムの一例を示す図である。 他の実施の形態に係る状態特定システムにおけるファイバセンシング部の配置の一例を示す図である。 他の実施の形態に係る状態特定システムにおけるファイバセンシング部の配置の他の例を示す図である。 他の実施の形態に係る状態特定システムにおけるファイバセンシング部の配置のさらに他の例を示す図である。 他の実施の形態に係る状態特定システムにおけるファイバセンシング部の配置のさらに別の例を示す図である。 図９の状態特定システムにおける光ファイバケーブルの断線時のファイバセンシング部の動作の一例を示す図である。 図１０の状態特定システムにおける光ファイバケーブルの断線時のファイバセンシング部の動作の一例を示す図である。 図１２の状態特定システムにおける光ファイバケーブルの断線時のファイバセンシング部の動作の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。
＜実施の形態＞
＜実施の形態の構成＞
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る状態特定システムの構成について説明する。なお、図１においては、説明の簡略化のため、３本の電柱１０のみを示している。また、３本の電柱１０は、それぞれ電柱番号がＡ，Ｂ，Ｃとなっている。

図１に示されるように、本実施の形態に係る状態特定システムは、電柱１０の状態又は電柱１０の周囲の環境状態を特定するものであり、光ファイバケーブル２０及び状態特定装置３３を備えている。

光ファイバケーブル２０は、電柱１０に敷設されている。光ファイバケーブル２０は、電柱１０に敷設される際には、電柱１０の長手方向に対して略垂直に配設される。
光ファイバケーブル２０は、１以上の通信用光ファイバを含むケーブルであり、一端は通信キャリア局舎３０の内部に引き回され、他端は電柱番号Ｃの電柱１０にて終端している。

本実施の形態に係る状態特定システムは、光ファイバをセンサとして用いる光ファイバセンシング秘術を利用して、電柱１０の状態又は電柱１０の周囲の環境状態を特定する。
具体的には、通信キャリア局舎３０の内部では、光ファイバケーブル２０に含まれる通信用光ファイバにパルス光を入射する。すると、パルス光が電柱１０の方向に通信用光ファイバを伝送されることに伴い、伝送距離毎に後方散乱光が発生する。この後方散乱光は、同じ通信用光ファイバを経由して通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる。

ここで、電柱１０は、周囲の外乱による振動や自然振動しており、電柱１０の振動は通信用光ファイバに伝達される。また、電柱１０の振動パターンは、電柱１０の状態に応じて異なり、例えば、正常な電柱１０と劣化している電柱１０とで振動パターンは異なっている。そのため、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光には、電柱１０の状態に応じたパターンが含まれる。

また、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光には、電柱１０の周囲の環境状態に応じたパターンも含まれる。例えば、後方散乱光には、電柱１０に敷設されている通信用光ファイバの振動に応じたパターンや、その通信用光ファイバの温度変化に応じたパターンも含まれる。

図１の例では、３本の電柱１０が設けられているため、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光には、３本の電柱１０の各々について、電柱１０の状態に応じたパターン又は電柱１０の周囲の環境状態に応じたパターンが含まれることになる。

本実施の形態に係る状態特定システムは、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光に、電柱１０の状態に応じたパターン又はその電柱１０の周囲の環境状態に応じたパターンが含まれることを利用して、その電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定するものである。

ここで、通信キャリア局舎３０の内部においては、上述した状態特定装置３３が設けられている。状態特定装置３３は、本実施の形態の実現のために新規に設置された設備である。

状態特定装置３３は、光ファイバセンシング機器としての機能を備える他、電柱１０の状態又は電柱１０の周囲の環境状態を特定する機能を備える装置である。具体的には、状態特定装置３３は、ファイバセンシング部３３１及び特定部３３２を備えている。ファイバセンシング部３３１は、受信部の一例である。

ファイバセンシング部３３１は、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバにパルス光を入射する。このパルス光は、電柱１０の方向に伝送される。また、ファイバセンシング部３３１は、パルス光を入射した通信用光ファイバと同じ通信用光ファイバから、パルス光に対する後方散乱光を受信する。この後方散乱光は、電柱１０の方向から受信される。

このとき、上述のように、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光は、電柱１０の状態に応じたパターン又はその電柱１０の周囲の環境状態に応じたパターンを含んでいる。
そのため、特定部３３２は、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光のパターンに対応する、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定する。

ここで、図１の例では、３本の電柱１０が設けられているため、ファイバセンシング部３３１は、３本の電柱１０の各々の状態又は周囲の環境状態に応じたパターンの後方散乱光を時系列的に受信する。
そのため、ファイバセンシング部３３１は、これらパターンの後方散乱光を受信すると、まず、その後方散乱光が発生した電柱１０を特定する。その上で、特定部３３２は、ファイバセンシング部３３１により特定された電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定することになる。

そこで以下では、ファイバセンシング部３３１において、電柱１０の状態又は周囲の環境状態に応じたパターンの後方散乱光を受信した場合に、その後方散乱光が発生した電柱１０を特定する方法について説明する。

本実施の形態においては、ファイバセンシング部３３１は、各電柱１０の位置を示す位置情報を予め保持しておく。図２に位置情報の例を示す。なお、図２において、ｚｚ＞ｙｙ＞ｘｘである。特定部３３２は、ファイバセンシング部３３１が、通信用光ファイバにパルス光を入射した時刻と、同じ通信用光ファイバから、電柱１０の状態又は周囲の環境状態に応じたパターンの後方散乱光を受信した時刻と、の時間差に基づいて、その後方散乱光が発生した発生箇所を算出する。このとき、ファイバセンシング部３３１は、上述の時間差が小さいほど、ファイバセンシング部３３１から近くなるように、発生箇所を算出する。そして、ファイバセンシング部３３１は、図２の位置情報を参照することにより、その後方散乱光が発生した電柱１０を特定する。

図１の例では、ファイバセンシング部３３１は、３本の電柱１０の各々の状態又は周囲の環境状態に応じたパターンの後方散乱光を時系列的に受信する。そのため、ファイバセンシング部３３１は、これら後方散乱光の発生箇所をそれぞれ算出し、図２の位置情報を参照する。その結果、ファイバセンシング部３３１は、発生箇所がファイバセンシング部３３１から電柱番号Ａの電柱１０までの距離と一致した後方散乱光を、電柱番号Ａの電柱１０にて発生した後方散乱光と特定する。また、ファイバセンシング部３３１は、発生箇所がファイバセンシング部３３１から電柱番号Ｂの電柱１０までの距離と一致した後方散乱光を、電柱番号Ｂの電柱１０にて発生した後方散乱光と特定し、発生箇所がファイバセンシング部３３１から電柱番号Ｃの電柱１０までの距離と一致した後方散乱光を、電柱番号Ｃの電柱１０にて発生した後方散乱光と特定する。

続いて以下では、図３を参照して、特定部３３２において、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光のパターンに基づいて特定可能な電柱１０の状態及び周囲の環境状態について説明する。

図３に示されるように、例えば、電柱１０の劣化状態（劣化度合い）に応じて、電柱１０の振動パターンが異なる。また、電柱１０の振動パターンは、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光に含まれる。そのため、特定部３３２は、後方散乱光のパターンに対応する、電柱１０の劣化状態を特定することが可能となる。

また、電柱１０の周囲の温度に応じて、通信用光ファイバの温度が異なる。また、通信用光ファイバの温度変化に応じたパターンは、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光に含まれる。そのため、特定部３３２は、後方散乱光のパターンに対応する、電柱１０の周囲の温度を特定することが可能となる。

また、電柱１０の周囲の音に応じて、電柱１０の直上に位置する通信用光ファイバの振動パターンが異なる。また、この通信用光ファイバの振動パターンは、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光に含まれる。そのため、特定部３３２は、後方散乱光のパターンに対応する、電柱１０の周囲の音を特定することが可能となる。
その他にも、特定部３３２は、後方散乱光に含まれるパターンに対応する、電柱１０の直下の地面の振動や、電柱１０への人為的な衝撃等も、特定することが可能となる。

続いて以下では、図４を参照して、特定部３３２により特定された電柱１０の状態及び周囲の環境状態に基づいて実現可能なアプリケーションについて説明する。
特定部３３２により特定された電柱１０の状態及び周囲の環境状態に基づいて、例えば、以下の（ａ）～（ｈ）のアプリケーションを実現することが可能である。以下、各アプリケーションについて説明する。

（ａ）無許可工事検知・許可工事検知
課題及び効果：
電柱１０への無許可工事が発生した場合、電柱管理者に通知を行うことで、無許可工事による設備の被害を防ぐことができる。
また、電柱１０への工事が許可された工事であった場合、工事の状況把握を遠隔から行うことができる。
動作概要：
電柱１０に付属する機器の取付や取外し工事で発生する電柱１０の振動パターンを検知することで、工事の発生を検知する。

（ｂ）鳥獣被害検知
課題及び効果：
電柱１０への営巣により電線のショートが発生し、電線及び付属設備に被害が発生する場合がある。電柱１０に鳥の巣が発生したことを検知することで、鳥による電柱設備の被害を未然に防ぐことができきる。
動作概要：
電柱１０の周辺の鳥の声のパターンが、特定の頻度で発生した場合、営巣の発生として検知する。

（ｃ）ファイバ異常検知
課題及び効果：
通信用光ファイバを固定する設備やファイバコアの被覆の劣化及び電柱１０の周辺で発生した大きな振動の伝搬から、通信用光ファイバに振動が発生する。この振動により、通信用光ファイバを伝搬される光信号の急激な偏波変動が発生し、結果として光信号のエラーが発生してしまうという課題がある。通信用光ファイバの振動の大きさをモニタすることにより急激な偏波変動が発生する可能性がある状態をアラームとして通知することで、通信サービスの品質向上を図ることができる。
動作概要：
通信用光ファイバの振動の時間単位の大きさが特定の閾値を超えた場合、偏波変動問題の発生として検知する。

（ｄ）送電線異常検知
課題及び効果：
電柱１０に固定された送電ケーブルの被覆や、送電ケーブル自身の劣化により断線及び電気伝達の劣化が起きるという課題がある。ＯＰＧＷ（optical ground wire）においては、同一ケーブル内に電線と通信用光ファイバが含まれているため、通信用光ファイバの異常監視を行うことで、送電線の異常箇所を検知することができる。
動作概要：
ケーブルの抵抗上昇による電線の温度上昇を、電線と隣接する通信用光ファイバの温度が閾値以上に上昇することで検知する。また、ケーブルの亀裂を外気接触による温度変化で検知する。

（ｅ）事故検知
課題及び効果：
電柱１０の周辺で発生した事故を検知し、事故の発生及び発生時刻を特定する。車設備及び事故発生箇所の周囲にカメラ等の設備がない状況では、客観的に事故の状況を示す情報がないという課題があった。本情報は、警察及び保険会社が事故の調査を行う上で有益な情報となる。
動作概要：
車が電柱１０の周辺の構造物にぶつかった音及びブレーキ音のパターンを検知する。

（ｆ）気象検知
課題及び効果：
気温情報及び風量測定は、これまで電気式モニタを用いて収集していたが、電気式のモニタであるため、給電が必要になるという課題があった。電柱１０に敷設された通信用光ファイバが温度モニタとなることにより広域の温度情報を分布で取ることが可能となる。また、風は、通信用光ファイバの振動として伝わるため、電柱１０に敷設された通信用光ファイバは風量のモニタも可能となる。
そのため、これまでにない広域データが取得でき、詳細な気象情報が提供可能である。
動作概要：
通信用光ファイバの温度をモニタする。また、通信用光ファイバの振動の強さを、風量の情報に変換する。

（ｇ）防災
課題及び効果：
電柱１０の周辺で発生した地すべり、地盤沈下、地盤劣化、地震などの災害の発生は、全て電柱１０へ振動として伝わる。
これまでこのような災害は、モニタできていない、又は、振動計といった点でのモニタしかできてなく、さらに給電が必要になるという課題があった。
電柱１０の振動がモニタできることにより、これらの災害の検知が可能となる。
動作概要：
電柱１０の振動のパターンにより地すべり、地盤沈下、地盤劣化を検知する。また、複数の電柱１０の振動のパターンを取得することにより、地震の到達範囲、震源地を特定する。
（ｈ）防犯
課題及び効果：
電柱１０の周辺で発生した助けを呼ぶ声をモニタすることにより、犯罪の抑止、緊急時の救助を行う。
動作概要：
「誰か助けて！」など助けを呼ぶときの具体的な単語や人間の叫び声のパターンを検知する。

上述の（ａ）～（ｈ）のアプリケーションは、プログラムとして、後述のように、非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給したり、一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給したりしてもよい。

続いて以下では、特定部３３２において、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光のパターンに基づいて、電柱１０の状態又は周囲の環境状態を特定する方法について説明する。

特定部３３２は、後方散乱光のパターンと、電柱１０の状態又は電柱１０の周囲の環境状態と、を対応付けた対応テーブルを保持している。そのため、特定部３３２は、この対応テーブルを用いて、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光のパターンに対応する、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定する。

ここで、図５を参照して、特定部３３２が保持する対応テーブルについて説明する。なお、図５は、電柱１０の状態として、電柱１０の劣化状態を特定する場合の対応テーブルの例である。

図５に示されるように、対応テーブルにおいては、後方散乱光のパターンと、電柱１０の状態（ここでは、電柱１０の劣化状態）と、が対応付けられている。そのため、特定部３３２は、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光のパターンがパターンＸに分類されるものであれば、電柱１０は正常であると特定し、パターンＹに分類されるものであれば、電柱１０は劣化レベル１であると特定し、パターンＺに分類されるものであれば、電柱１０は劣化レベル２であると特定することになる。なお、図５において、劣化レベルは、数値が大きいほど、劣化が進行していることを示している。

続いて以下では、図６を参照して、状態特定装置３３を実現するコンピュータ４０のハードウェア構成について説明する。
図６に示されるように、コンピュータ４０は、プロセッサ４０１、メモリ４０２、ストレージ４０３、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）４０４、及び通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）４０５などを備える。プロセッサ４０１、メモリ４０２、ストレージ４０３、入出力インタフェース４０４、及び通信インタフェース４０５は、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路で接続されている。

プロセッサ４０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ４０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。ストレージ４０３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはメモリカードなどの記憶装置である。また、ストレージ４０３は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリであっても良い。

ストレージ４０３は、状態特定装置３３が備えるファイバセンシング部３３１及び特定部３３２の機能を実現するプログラムを記憶している。プロセッサ４０１は、これら各プログラムを実行することで、ファイバセンシング部３３１及び特定部３３２の機能をそれぞれ実現する。ここで、プロセッサ４０１は、上記各プログラムを実行する際、これらのプログラムをメモリ４０２上に読み出してから実行しても良いし、メモリ４０２上に読み出さずに実行しても良い。また、メモリ４０２やストレージ４０３は、ファイバセンシング部３３１及び特定部３３２が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータ（コンピュータ４０を含む）に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

入出力インタフェース４０４は、表示装置４０４１や入力装置４０４２などと接続される。表示装置４０４１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイのような、プロセッサ４０１により処理された描画データに対応する画面を表示する装置である。入力装置４０４２は、オペレータの操作入力を受け付ける装置であり、例えば、キーボード、マウス、及びタッチセンサなどである。表示装置４０４１及び入力装置４０４２は一体化され、タッチパネルとして実現されていても良い。なお、コンピュータ４０は、分散型音響センサ（Distributed Acoustic Sensor）及び分散型振動センサ（Distributed Vibration Sensor）を含む不図示のセンサなども備え、このセンサを入出力インタフェース４０４に接続した構成であっても良い。

通信インタフェース４０５は、外部の装置との間でデータを送受信する。例えば、通信インタフェース４０５は、有線通信路または無線通信路を介して外部装置と通信する。

＜実施の形態の動作＞
以下、本実施の形態に係る状態特定システムの動作について説明する。ここでは、図７を参照して、本実施の形態に係る状態特定システムの動作フローについて説明する。

図７に示されるように、まず、ファイバセンシング部３３１は、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバにパルス光を入射する（ステップＳ１）。
続いて、ファイバセンシング部３３１は、パルス光を入射した通信用光ファイバと同じ通信用光ファイバから、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信する（ステップＳ２）。

続いて、ファイバセンシング部３３１は、ステップＳ２で受信された後方散乱光を発生した電柱１０を特定する（ステップＳ３）。このとき、ファイバセンシング部３３１は、上述した時間差に基づく方法を用いて、後方散乱光を発生した電柱１０を特定すれば良い。

その後、特定部３３２は、ステップＳ２で受信された後方散乱光のパターンに対応する、ステップＳ３で特定された電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定する（ステップＳ４）。

このとき、特定部３３２は、後方散乱光のパターンと、電柱１０の状態又は周囲の環境状態と、を対応付けた対応テーブルを用いて、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光のパターンに対応する、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定する。

例えば、特定部３３２が、図５に示される対応テーブルを保持しており、電柱１０の状態として、電柱１０の劣化状態を特定する場合には、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光のパターンがパターンＸに分類されるものであれば、電柱１０は正常であると特定する。

なお、図７においては、ステップＳ２において、電柱１０の状態又は周囲の環境状態に応じたパターンの後方散乱光を受信する度に、ステップＳ３，Ｓ４の処理を行っても良い。又は、ステップＳ２において、電柱１０の状態又は周囲の環境状態に応じたパターンの後方散乱光を複数受信した後、後方散乱光毎に、ステップＳ３，Ｓ４の処理を行っても良い。

＜実施の形態の効果＞
上述したように本実施の形態によれば、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、後方散乱光（光信号）を受信し、受信した後方散乱光のパターンに対応する、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定する。そのため、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を高精度に特定することができる。

また、本実施の形態によれば、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定するには、既存の通信用光ファイバがあれば良く、特許文献１のように、電柱の上下方向に直線状又は螺旋状に光ファイバを敷設したり、特許文献２のように、営巣検出用心線を敷設したりする必要はない。したがって、電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定するための専用構造を必要としないため、状態特定システムを安価に構築することができる。

また、本実施の形態によれば、既存の通信用光ファイバを用いて、一斉かつリモートで複数の電柱１０の各々の状態又は周囲の環境状態を特定することができるため、電柱１０の状態又はその周囲の状態の状態把握が容易となると共に、その状態把握のためのコストも低減することができる。

また、本実施の形態によれば、光ファイバをセンサとして用いる光ファイバセンシング技術を利用する。そのため、電磁ノイズの影響を受けない、センサへの給電が不要になる、環境耐性に優れる、メンテナンスが容易になる等の利点が得られる。

＜他の実施の形態＞
なお、特定部３３２は、電柱１０毎に、上記で特定した電柱１０の状態又はその周囲の環境状態を保持することとし、定期的に（例えば、１年毎）、電柱１０の状態又はその周囲の環境状態を特定することで、電柱１０の状態又はその周囲の環境状態の経時的な状態変化を特定しても良い。

また、特定部３３２は、電柱１０の劣化状態の経時的な状態変化を特定する場合には、電柱１０の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、電柱１０の劣化又は破損の予兆を検出しても良い。例えば、２年前に正常であった電柱１０が、１年前に劣化レベル１となり、現在は劣化レベル２となった場合、特定部３３２は、その電柱１０がさらに１年後に劣化レベル３になると検出することが考えられる。

また、図８に示されるように、状態特定装置３３による特定結果に基づいて、電柱１０を監視する監視端末５０を設けても良い。監視端末５０は、システム管理者等に対し、状態特定装置３３による特定結果として、電柱１０の状態、電柱１０の周囲の環境状態、これら状態の経時的な状態変化、電柱１０の劣化又は破損の予兆等を提示しても良い。また、監視端末５０は、状態特定装置３３による特定結果に基づいて、電柱１０の交換時期又は修復時期を算出し、システム管理者等に対し、電柱１０の交換時期又は修復時期を提示しても良い。また、監視端末５０は、通信キャリア局舎３０の外部に設けているが、通信キャリア局舎３０の内部に設けても良い。また、監視端末５０を通信キャリア局舎３０の外部に設ける場合、複数の通信キャリア局舎３０の各々に光ファイバケーブル２０により接続されている電柱１０を、１つの監視端末５０で集中的に監視しても良い。

また、状態特定装置３３のファイバセンシング部３３１及び特定部３３２を互いに分離して設けても良い。例えば、通信キャリア局舎３０の内部には、ファイバセンシング部３３１のみを設け、特定部３３２を含む状態特定装置３３を、通信キャリア局舎３０の外部に設けても良い。

また、上述の実施の形態では、ファイバセンシング部３３１は、１つのみ設けられ、また、光ファイバケーブル２０を占有しているが、これには限定されない。ここで、図９～図１２を参照して、他の実施の形態に係る状態特定システムにおけるファイバセンシング部３３１の配置について説明する。なお、図９～図１２においては、特定部３３２の図示は省略されている。

図９の例では、ファイバセンシング部３３１は、既存の通信設備３１と光ファイバケーブル２０を共有している。また、ファイバセンシング部３３１及び既存の通信設備３１で光ファイバケーブル２０を共有するため、信号分離のためのフィルタ３２が設けられている。

図１０の例では、複数の通信キャリア局舎３０（図１０では、２つの通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚ）の各々に、ファイバセンシング部３３１が１つずつ設けられている。具体的には、通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚの内部にファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚがそれぞれ設けられている。なお、図１０の例では、通信キャリア局舎３０Ａには、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、通信キャリア局舎３０Ｚには、電柱番号Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、電柱番号Ｃ，Ｙの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続されている。通信設備３１Ａ，３１Ｚは通信設備３１に対応し、フィルタ３２Ａ，３２Ｚはフィルタ３２に対応する。
図１０の例では、ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚが共に、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０をモニタする。

図１１の例では、図１０と比較して、電柱番号Ｃの電柱１０にデータ収集部３４が設けられている。ここでは、電柱１０が６本であるため、データ収集部３４が１個のみ設けられているが、データ収集部３４は、所定数の電柱１０（例えば、１０本の電柱１０）に対して１個設けることとし、１個以上設ければ良い。例えば、１００本の電柱１０に光ファイバケーブル２０が敷設されている場合、１０本の電柱１０毎に１個のデータ収集部３４を設け、合計で１０個のデータ収集部３４を設ければ良い。

図１１の例では、各データ収集部３４は、対応する所定数の電柱１０のパターン（音、温度、振動等）のデータを収集し、特定部３３２は、各データ収集部３４が収集したデータを集約する。このとき、各データ収集部３４から特定部３３２へデータの送信は、光ファイバケーブル２０を介して行っても良いし、別に設けた無線機を介して行っても良い。特定部３３２は、データ収集部３４がデータを収集した電柱１０については、そのデータに基づいて、その電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を特定する。

そのため、１つのファイバセンシング部３３１のモニタ区間が短くなり、モニタ対象の電柱１０の数が減少する。ファイバセンシング部３３１のモニタ区間が短いことにより、パルス光及び後方散乱光の伝送距離が短くなるため、ファイバ損失が小さくなる。これにより、受信する後方散乱光のＳ／Ｎ比（signal-to-noise ratio）が改善し、モニタ精度の向上を図ることができる。また、ファイバセンシング部３３１のモニタ対象の電柱１０が減少することにより、モニタ周期の向上を図ることができる。

図１２の例では、１つの通信キャリア局舎３０ＡＺに、複数のファイバセンシング部３３１（図１２では、２つのファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚ）が設けられている。なお、図１２の例では、ファイバセンシング部３３１Ａには、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、ファイバセンシング部３３１Ｚには、電柱番号Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、電柱番号Ｃ，Ｙの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続されている。通信設備３１Ａ，３１Ｚは通信設備３１に対応し、フィルタ３２Ａ，３２Ｚはフィルタ３２に対応する。

図１２の例では、ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚが共に、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０をモニタする。ただし、ファイバセンシング部３３１Ａは、時計回りの方向にパルス光を入射して、電柱１０をモニタし、ファイバセンシング部３３１Ｚは、反時計回りの方向にパルス光を入射して、電柱１０をモニタする。

なお、図１０～図１２のように、複数のファイバセンシング部３３１を設ける場合、複数のファイバセンシング部３３１に対して、特定部３３２を含む状態特定装置３３を１つ設けても良い。そして、複数のファイバセンシング部３３１の各々に光ファイバケーブル２０により接続されている電柱１０の状態又はその電柱１０の周囲の環境状態を、１つの状態特定装置３３で集中的に特定しても良い。この場合、状態特定装置３３は、通信キャリア局舎３０のいずれかの内部に設けても良いし、通信キャリア局舎３０の外部に設けても良い。

また、電柱１０に敷設されている光ファイバケーブル２０は、断線する可能性がある。そこで、図１３～図１５を参照して、他の実施の形態に係る状態特定システムにおける光ファイバケーブル２０の断線時のファイバセンシング部３３１の動作について説明する。なお、図１３～図１５においては、特定部３３２の図示は省略されている。

図１３の例は、図９の構成において、電柱番号Ｂ，Ｃの電柱１０の間の光ファイバケーブル２０が断線した例である。ファイバセンシング部３３１は、光ファイバケーブル２０が断線した場合でも、パルス光を光ファイバケーブル２０に入射し続ける。これにより、通信キャリア局舎３０は、断線された箇所までの区間において、継続してモニタをすることが可能である。

図１４の例は、図１０の構成において、電柱番号Ｂ，Ｃの電柱１０の間の光ファイバケーブル２０が断線した例である。ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚは、光ファイバケーブル２０が断線した場合でも、パルス光を光ファイバケーブル２０に入射し続ける。このとき、電柱１０は必ず２つ以上の通信キャリア局舎３０（図１４では、２つの通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚ）と接続されている。そのため、通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚが双方向からモニタを行うことにより、１重障害においては、全区間を継続してモニタすることができる冗長構成を構築可能である。

図１５の例は、図１２の構成において、電柱番号Ｂ，Ｃの電柱１０の間の光ファイバケーブル２０が断線した例である。ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚは、光ファイバケーブル２０が断線した場合でも、パルス光を光ファイバケーブル２０に入射し続ける。このとき、図１５の例では、光ファイバケーブル２０をリング状に接続したリング構成が構築されている。そのため、１つの通信キャリア局舎３０ＡＺからリングの双方向にモニタを行うことにより、１重障害においては、全区間を継続してモニタすることができる冗長構成を構築可能である。

以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

また、上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
電柱に敷設された通信用光ファイバを含むケーブルと、
前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する特定部と、
を備える状態特定システム。
（付記２）
前記特定部は、
前記光信号のパターンと、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態と、を対応付けた対応テーブルを保持し、
前記対応テーブルを用いて、前記受信部により受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する、
付記１に記載の状態特定システム。
（付記３）
前記特定部は、
定期的に、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定することにより、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態の経時的な状態変化を特定する、
付記１又は２に記載の状態特定システム。
（付記４）
前記特定部は、
前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化を特定することとし、
前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、前記電柱の劣化又は破損の予兆を検出する、
付記３に記載の状態特定システム。
（付記５）
前記ケーブルは、
前記電柱の長手方向に対して略垂直に配設される、
付記１から４のいずれか１項に記載の状態特定システム。
（付記６）
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する特定部と、
を備える状態特定装置。
（付記７）
前記特定部は、
前記光信号のパターンと、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態と、を対応付けた対応テーブルを保持し、
前記対応テーブルを用いて、前記受信部により受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する、
付記６に記載の状態特定装置。
（付記８）
前記特定部は、
定期的に、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定することにより、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態の経時的な状態変化を特定する、
付記６又は７に記載の状態特定装置。
（付記９）
前記特定部は、
前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化を特定することとし、
前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、前記電柱の劣化又は破損の予兆を検出する、
付記８に記載の状態特定装置。
（付記１０）
前記ケーブルは、
前記電柱の長手方向に対して略垂直に配設される、
付記６から９のいずれか１項に記載の状態特定装置。
（付記１１）
状態特定装置による状態特定方法であって、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信し、
前記受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する、
状態特定方法。
（付記１２）
コンピュータに、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する手順と、
前記受信された前記光信号のパターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する手順と、
を実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体。

この出願は、２０１８年８月３０日に出願された日本出願特願２０１８－１６２０４１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 電柱
２０ 光ファイバケーブル
３０，３０Ａ，３０Ｚ，３０ＡＺ 通信キャリア局舎
３１，３１Ａ，３１Ｚ 通信設備
３２，３２Ａ，３２Ｚ フィルタ
３３ 状態特定装置
３３１，３３１Ａ，３３１Ｚ ファイバセンシング部
３３２ 特定部
３４ データ収集部
４０ コンピュータ
４０１ プロセッサ
４０２ メモリ
４０３ ストレージ
４０４ 入出力インタフェース
４０４１ 表示装置
４０４２ 入力装置
４０５ 通信インタフェース
５０ 監視端末

Claims (10)

1. 電柱に敷設された通信用光ファイバを含むケーブルと、
   前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する受信部と、
   前記受信部により受信された前記光信号の振動パターン又は温度パターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する特定部と、
   を備える状態特定システム。
2. 前記特定部は、
   前記光信号の振動パターン又は温度パターンと、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態と、を対応付けた対応テーブルを保持し、
   前記対応テーブルを用いて、前記受信部により受信された前記光信号の振動パターン又は温度パターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する、
   請求項１に記載の状態特定システム。
3. 前記特定部は、
   定期的に、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定することにより、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態の経時的な状態変化を特定する、
   請求項１又は２に記載の状態特定システム。
4. 電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する受信部と、
   前記受信部により受信された前記光信号の振動パターン又は温度パターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する特定部と、
   を備える状態特定装置。
5. 前記特定部は、
   前記光信号の振動パターン又は温度パターンと、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態と、を対応付けた対応テーブルを保持し、
   前記対応テーブルを用いて、前記受信部により受信された前記光信号の振動パターン又は温度パターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する、
   請求項４に記載の状態特定装置。
6. 前記特定部は、
   定期的に、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定することにより、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態の経時的な状態変化を特定する、
   請求項４又は５に記載の状態特定装置。
7. 前記特定部は、
   前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化を特定することとし、
   前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、前記電柱の劣化又は破損の予兆を検出する、
   請求項６に記載の状態特定装置。
8. 前記ケーブルは、
   前記電柱の長手方向に対して略垂直に配設される、
   請求項４から７のいずれか１項に記載の状態特定装置。
9. 状態特定装置による状態特定方法であって、
   電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信し、
   前記受信された前記光信号の振動パターン又は温度パターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する、
   状態特定方法。
10. コンピュータに、
    電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、光信号を受信する手順と、
    前記受信された前記光信号の振動パターン又は温度パターンに対応する、前記電柱の状態又は前記電柱の周囲の環境状態を特定する手順と、
    を実行させるためのプログラム。

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