JP7315011B2 - 光ファイバセンシングシステム、監視方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
特許文献1によれば、侵入者がフェンスによじ登ったり、梯子をかけて登ったりすることによる光ファイバの揺れと、風雪等の他の要因による光ファイバの揺れとは、検出される後方散乱光の波長シフト量の大きさや発生時期等で、異なる様相を呈する。特許文献1に記載の技術は、この点に着目し、光ファイバの後方散乱光の波長シフト量の大きさ等を認識することによって、侵入とその他要因とを識別する。
さらに、侵入者等の人によって発生する事象には複数の種類があり、1回の振動だけでは異常であるとは判断できないが、振動が一定期間にわたる場合に、異常であると判断する必要がある事象も存在する。
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信部と、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定部と、
前記特定部が特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得部と、
前記検出条件を満たす場合、前記特定部が特定した事象は異常であると判断する判断部と、を備える。
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信ステップと、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得ステップと、
前記検出条件を満たす場合、前記特定ステップで特定した事象は異常であると判断する判断ステップと、を含む。
コンピュータに、
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信手順と、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定手順と、
前記特定手順で特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得手順と、
前記検出条件を満たす場合、前記特定手順で特定した事象は異常であると判断する判断手順と、
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。
まず、図1を参照して、本実施の形態1に係る光ファイバセンシングシステムの構成について説明する。
図1に示されるように、本実施の形態1に係る光ファイバセンシングシステムは、フェンスF及びその周辺を監視するものであり、光ファイバ10及び光ファイバセンシング機器20を備えている。また、光ファイバセンシング機器20は、受信部21、特定部22、取得部23、及び判断部24を備えている。
(1)人がフェンスFを掴んで揺らす。
(2)人がフェンスFを叩く。
(3)人がフェンスFをよじ登る。
(4)人がフェンスFに梯子を掛けて、梯子を登る。
(5)人又は動物がフェンスF周辺を歩く。
(6)車、バイク、又は電車がフェンスF周辺を走る。
(7)人がフェンスF周辺でトンネルを掘削する。
(8)フェンスF周辺のトンネル内を人等が移動する。
そのため、光ファイバ10を伝送される戻り光は、フェンスF及びその周辺に発生している事象の種別に応じた振動パターンを含んでいる。この振動パターンは、振動の強弱、振動位置、振動数の変動の推移等が異なる固有のパターンとなる。
そこで本実施の形態1においては、特定対象となる事象の種別毎に、その事象の種別に応じた期間に関する検出条件を予め設定し、不図示の記憶部に予め記憶させておく。
続いて、図4を参照して、本実施の形態2に係る光ファイバセンシングシステムの構成例について説明する。
報知部26は、特定部22が特定した事象を、判断部24が異常と判断した場合、異常が発生したことを示すGUI(Graphical User Interface)画面を表示部30に表示して、アラートを報知する。
短期間事象:
(1)人がフェンスFを掴んで揺らす。
(2)人がフェンスFを叩く。
(3)人がフェンスFをよじ登る。
(4)人がフェンスFに梯子を掛けて、梯子を登る。
中期間事象:
(5)人又は動物がフェンスF周辺を歩く。
(6)車、バイク、又は電車がフェンスF周辺を走る。
(7)人がフェンスF周辺でトンネルを掘削する。
長期間事象:
(8)フェンスF周辺のトンネル内を人等が移動する。
ここで、長期間事象の検出条件は、例えば、長期間事象の種別に応じた期間において、長期間事象が所定回数以上検出されたこと、又は、所定時間以上連続して検出されたこと等である。中期間事象の検出条件は、長期間事象の検出条件と同様である。ただし、中期間事象は、長期間事象と比較して、上述の期間は短くなる。なお、長期間事象の種別毎に、上述の期間は異なっていても良いし、同一でも良い。また、中期間事象の種別毎に、上述の期間は異なっていても良いし、同一でも良い。
また、報知部26は、戻り光に含まれる振動パターンを示すセンシングデータを、表示部30に表示している。このセンシングデータは、図2と同様であり、特定部22で生成される。また、図6の例では、ユーザが、センシングデータの範囲を指定可能となっている。図6の例では、ユーザが、光ファイバセンシング機器20からの距離が0.5kmから80kmまでの範囲のセンシングデータを指定しており、報知部26は、ユーザに指定されたセンシングデータを特定部22から取得し、表示部30に表示している。
図9の例では、報知部26は、上述した(7)の「人がフェンスF周辺でトンネルを掘削する」という事象が発生したときの振動強度の最大値の変化を示すグラフを、表示部30に表示している。上述した(7)の事象の場合、トンネルが国境等の境界を跨ぐトンネルであれば、境界から離れた位置から境界に向かって、トンネルを掘削し、境界を過ぎると、その後は、境界から遠ざかるように、トンネルを掘削していくことになる。図9の例では、この現象を振動強度で表しており、振動強度が徐々に大きくなり、ピークに達した後は、振動強度が徐々に小さくなっている。また、特定部22は、上述したように、事象が発生した方向を特定することができるため、特定部22が特定した事象の発生方向と組み合わせることによって、境界のどちら側からトンネルを掘削しているのかを特定することもできる。図9の例では、振動強度がピークとなる位置は、トンネル掘削をしている人が光ファイバ10に最も接近した位置と考えられる。なお、図9の例では、振動強度の最大値の変化を示すグラフを表示しているが、これには限定されない。報知部26は、振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの1つの変化を示すグラフを表示すれば良い。
図11の例では、報知部26は、上述した(8)の「フェンスF周辺のトンネル内を人等が移動する」という事象の月毎の発生回数を示すグラフを、表示部30に表示している。なお、図10の例では、単位期間を月毎としているが、これには限定されない。例えば、単位期間は、週毎、日毎等としても良い。
図12の例では、報知部26は、上述した(7)の「人がフェンスF周辺でトンネルを掘削する」という事象が発生したときの発生位置の位置変動に基づいて、発生位置の履歴Pを、監視エリアのマップに重畳して、表示部30に表示している。
ステップS23において、特定部22が特定した事象が短期間事象でない場合(ステップS23のNo)、取得部23は、特定部22が特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得し(ステップS24)、判断部24は、取得部23が取得した検出条件を満たすか否かを判断する(ステップS25)。
上述した実施の形態においては、監視エリアが、フェンスF及びその周辺のエリアであるものとして説明したが、これには限定されない。例えば、監視エリアは、パイプラインが配置されたエリアとし、パイプラインの劣化等を長期間事象として検出し、パイプラインの破壊や破裂等を短期間事象として検出しても良い。又は、監視エリアは、道路沿いや線路沿いのエリアとし、道路や線路の劣化を長期間事象として検出し、道路や線路への落石等を短期間事象として検出しても良い。
続いて以下では、図14を参照して、光ファイバセンシング機器20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。
例えば、上述した実施の形態は、一部又は全部を相互に組み合わせて用いても良い。
(付記1)
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信部と、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定部と、
前記特定部が特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得部と、
前記検出条件を満たす場合、前記特定部が特定した事象は異常であると判断する判断部と、を備える、
光ファイバセンシングシステム。
(付記2)
前記特定部が特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、振動内容、及び異常の該否を少なくとも含む情報を履歴情報として記憶する記憶部をさらに備え、
前記判断部は、前記特定部が事象を特定した場合、前記特定部が特定した事象に関連する履歴情報を前記記憶部から抽出し、抽出した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
付記1に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記3)
前記判断部は、前記記憶部から抽出した履歴情報を圧縮し、圧縮した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
付記2に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記4)
前記事象は、少なくとも第1の事象及び第2の事象を含み、
前記第1の事象の前記検出条件は、第1の期間に係る検出条件であり、
前記第2の事象の前記検出条件は、前記第1の期間とは異なる第2の期間に係る検出条件である、
付記2又は3に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記5)
表示部と、
前記特定部が特定した事象を、前記判断部が異常と判断した場合、異常が発生したことを前記表示部に表示する報知部と、をさらに備える、
付記2から4のいずれか1項に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記6)
前記報知部は、前記特定部が特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、及び異常の該否を、前記表示部に表示する、
付記5に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記7)
前記報知部は、前記特定部が所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定部が特定した事象が発生したときの振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの少なくとも1つの変化を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記5に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記8)
前記報知部は、前記特定部が所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定部が特定した事象が発生したときの振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの2つ以上の変化を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記5に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記9)
前記報知部は、前記特定部が所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定部が特定した事象の単位期間毎の発生回数を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記5に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記10)
前記報知部は、前記特定部が所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定部が特定した事象の発生位置の履歴を、マップに重畳して、前記表示部に表示する、
付記5に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記11)
光ファイバセンシングシステムによる監視方法であって、
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信ステップと、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得ステップと、
前記検出条件を満たす場合、前記特定ステップで特定した事象は異常であると判断する判断ステップと、を含む、
監視方法。
(付記12)
前記特定ステップで特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、振動内容、及び異常の該否を少なくとも含む情報を履歴情報として記憶部に記憶する記憶ステップをさらに備え、
前記判断ステップでは、前記特定ステップで事象を特定した場合、前記特定ステップで特定した事象に関連する履歴情報を前記記憶部から抽出し、抽出した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
付記11に記載の監視方法。
(付記13)
前記判断ステップでは、前記記憶部から抽出した履歴情報を圧縮し、圧縮した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
付記12に記載の監視方法。
(付記14)
前記事象は、少なくとも第1の事象及び第2の事象を含み、
前記第1の事象の前記検出条件は、第1の期間に係る検出条件であり、
前記第2の事象の前記検出条件は、前記第1の期間とは異なる第2の期間に係る検出条件である、
付記12又は13に記載の監視方法。
(付記15)
前記特定ステップで特定した事象を、前記判断ステップで異常と判断した場合、異常が発生したことを表示部に表示する報知ステップをさらに含む、
付記12から14のいずれか1項に記載の監視方法。
(付記16)
前記報知ステップでは、前記特定ステップで特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、及び異常の該否を、前記表示部に表示する、
付記15に記載の監視方法。
(付記17)
前記報知ステップでは、前記特定ステップで所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定ステップで特定した事象が発生したときの振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの少なくとも1つの変化を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記15に記載の監視方法。
(付記18)
前記報知ステップでは、前記特定ステップで所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定ステップで特定した事象が発生したときの振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの2つ以上の変化を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記15に記載の監視方法。
(付記19)
前記報知ステップでは、前記特定ステップで所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定ステップで特定した事象の単位期間毎の発生回数を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記15に記載の監視方法。
(付記20)
前記報知ステップでは、前記特定ステップで所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定ステップで特定した事象の発生位置の履歴を、マップに重畳して、前記表示部に表示する、
付記15に記載の監視方法。
(付記21)
コンピュータに、
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信手順と、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定手順と、
前記特定手順で特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得手順と、
前記検出条件を満たす場合、前記特定手順で特定した事象は異常であると判断する判断手順と、
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。
(付記22)
前記プログラムは、前記コンピュータに、前記特定手順で特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、振動内容、及び異常の該否を少なくとも含む情報を履歴情報として記憶部に記憶する記憶手順をさらに実行させ、
前記判断手順では、前記特定手順で事象を特定した場合、前記特定手順で特定した事象に関連する履歴情報を前記記憶部から抽出し、抽出した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
付記21に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記23)
前記判断手順では、前記記憶部から抽出した履歴情報を圧縮し、圧縮した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
付記22に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記24)
前記事象は、少なくとも第1の事象及び第2の事象を含み、
前記第1の事象の前記検出条件は、第1の期間に係る検出条件であり、
前記第2の事象の前記検出条件は、前記第1の期間とは異なる第2の期間に係る検出条件である、
付記22又は23に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記25)
前記プログラムは、前記コンピュータに、前記特定手順で特定した事象を、前記判断手順で異常と判断した場合、異常が発生したことを表示部に表示する報知手順をさらに実行させる、
付記22から24のいずれか1項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記26)
前記報知手順では、前記特定手順で特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、及び異常の該否を、前記表示部に表示する、
付記25に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記27)
前記報知手順では、前記特定手順で所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定手順で特定した事象が発生したときの振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの少なくとも1つの変化を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記25に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記28)
前記報知手順では、前記特定手順で所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定手順で特定した事象が発生したときの振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの2つ以上の変化を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記25に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記29)
前記報知手順では、前記特定手順で所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定手順で特定した事象の単位期間毎の発生回数を示すグラフを、前記表示部に表示する、
付記25に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記30)
前記報知手順では、前記特定手順で所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定手順で特定した事象の発生位置の履歴を、マップに重畳して、前記表示部に表示する、
付記25に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
20 光ファイバセンシング機器
21 受信部
22 特定部
23 取得部
24 判断部
25 記憶部
26 報知部
30 表示部
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
4043 音出力装置
405 通信インタフェース
F フェンス
P 事象の発生位置の履歴
Claims (8)
- センシング用光ファイバから光信号を受信する受信部と、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定部と、
前記特定部が特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得部と、
前記検出条件を満たす場合、前記特定部が特定した事象は異常であると判断する判断部と、
前記特定部が特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、振動内容、及び異常の該否を少なくとも含む情報を履歴情報として記憶する記憶部と、を備え、
前記判断部は、前記特定部が事象を特定した場合、前記特定部が特定した事象に関連する履歴情報を前記記憶部から抽出し、抽出した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
光ファイバセンシングシステム。 - 前記判断部は、前記記憶部から抽出した履歴情報を圧縮し、圧縮した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
請求項1に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記事象は、少なくとも第1の事象及び第2の事象を含み、
前記第1の事象の前記検出条件は、第1の期間に係る検出条件であり、
前記第2の事象の前記検出条件は、前記第1の期間とは異なる第2の期間に係る検出条件である、
請求項1又は2に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 表示部と、
前記特定部が特定した事象を、前記判断部が異常と判断した場合、異常が発生したことを前記表示部に表示する報知部と、をさらに備える、
請求項1から3のいずれか1項に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 前記報知部は、前記特定部が所定期間にわたって同じ事象を特定した場合、前記特定部が特定した事象が発生したときの振動強度の最大値、最小値、平均値、及び中央値のうちの少なくとも1つの変化を示すグラフを、前記表示部に表示する、
請求項4に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 光ファイバセンシングシステムによる監視方法であって、
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信ステップと、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得ステップと、
前記検出条件を満たす場合、前記特定ステップで特定した事象は異常であると判断する判断ステップと、
前記特定ステップで特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、振動内容、及び異常の該否を少なくとも含む情報を履歴情報として記憶部に記憶する記憶ステップと、を含み、
前記判断ステップでは、前記特定ステップで事象を特定した場合、前記特定ステップで特定した事象に関連する履歴情報を前記記憶部から抽出し、抽出した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
監視方法。 - 前記判断ステップでは、前記記憶部から抽出した履歴情報を圧縮し、圧縮した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
請求項6に記載の監視方法。 - コンピュータに、
センシング用光ファイバから光信号を受信する受信手順と、
前記光信号に含まれる振動パターンに基づいて、事象の発生及び発生した事象の種別を特定する特定手順と、
前記特定手順で特定した事象の種別に応じた期間に関する検出条件を取得する取得手順と、
前記検出条件を満たす場合、前記特定手順で特定した事象は異常であると判断する判断手順と、
前記特定手順で特定した事象の種別、発生時刻、発生位置、振動内容、及び異常の該否を少なくとも含む情報を履歴情報として記憶部に記憶する記憶手順と、を実行させ、
前記判断手順では、前記特定手順で事象を特定した場合、前記特定手順で特定した事象に関連する履歴情報を前記記憶部から抽出し、抽出した履歴情報に基づいて、前記検出条件を満たすか否かを判断する、
プログラム。
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JP2006208061A (ja) | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Comsec:Kk | 侵入検知センサー |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Wellbrock, Glenn A. et al.,"First Field Trial of Sensing Vehicle Speed,Density, and Road Conditions by using Fiber Carrying High Speed Data",2019 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC),米国,IEEE,2019年,[検索日 2023.03.22]インターネット:<URL : https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8696316> |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220341774A1 (en) | 2022-10-27 |
WO2021059477A1 (ja) | 2021-04-01 |
JPWO2021059477A1 (ja) | 2021-04-01 |
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