JP7323047B2 - 風速特定システム、風速特定装置、及び風速特定方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、光ファイバを用いて、温度及び風速を算出する技術が開示されている。詳細には、特許文献1に開示された技術は、被覆層の熱容量等が互いに異なる第1の測定部及び第2の測定部を備える光ファイバを使用する。そして、光ファイバから受信した光信号に基づいて、第1の測定部及び第2の測定部の各々の温度を測定し、第1の測定部の温度の変動幅と第2の測定部の温度の変動幅との比率に基づいて、風速を算出する。
その一方で、より精度の高いダイナミックレーティングを行うためには、外部環境要因の変化に対してタイムリーに対応する必要がある。
そのため、ダイナミックレーティングの精度を高めるために、よりリアルタイム性の高い、風速の検出を行うことが望まれている。
送電線の周辺に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバから、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を含む光信号を受信する受信部と、
前記光信号に含まれる前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定部と、
を備える。
送電線の周辺に敷設された光ファイバから受信した光信号に含まれる、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を取得する取得部と、
前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定部と、
を備える。
風速特定システムによる風速特定方法であって、
送電線の周辺に敷設された光ファイバから、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を含む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前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定ステップと、
を含む。
まず、図1を参照して、本実施の形態1に係る風速特定システムの構成例について説明する。
特定部32は、取得部31が取得した、光ファイバ10の周辺で発生したエルオス音を示す情報に基づいて、光ファイバ10の周辺の風速を特定する。
光ファイバ10の周辺で発生したエルオス音を示す情報には、そのエルオス音の音響パターン及びそのエルオス音に伴い発生した振動の振動パターンが含まれる。エルオス音の音響パターン及びそのエルオス音に伴い発生した振動の振動パターンは、光ファイバ10の周辺の風速に応じて動的に変動する、固有の動的な変動パターンとなる。例えば、エルオス音に伴い発生した振動の振動パターンは、光ファイバ10の周辺の風速に応じて、振動の強弱、振動位置、振動数の変動推移等が異なる変動パターンとなる。
まず、取得部31は、受信部20が受信した光信号に含まれる、光ファイバ10の周辺で発生したエルオス音を示す情報として、図2に示されるような情報を取得する。図2は、光ファイバ10上のある位置における、エルオス音に伴い発生した振動の振動特性を示しており、横軸が時間を示し、縦軸が振動強度を示している。
まず、取得部31は、受信部20が受信した光信号に含まれる、光ファイバ10の周辺で発生したエルオス音を示す情報として、図3及び図4に示されるような情報を取得する。図3及び図4は、光ファイバ10上のある位置における、エルオス音に伴い発生した振動の周波数特性を示しており、横軸が周波数を示し、縦軸が振動強度を示している。
特定部32は、複数の風速毎に、その風速であるときに実際に発生した振動の振動パターン(例えば、図2~図4のいずれかと同様の振動パターン)を、マッチング用パターンとして不図示のメモリ等に予め記憶させておく。
続いて、特定部32は、取得部31が取得した情報に含まれる振動パターン(例えば、図2~図4のいずれかと同様の振動パターン)を、マッチング用パターンと比較する。マッチング用パターンの中に、振動パターンとの適合率が閾値以上となったマッチング用パターンがある場合、特定部32は、そのマッチング用パターンに対応する風速であると判断する。
続いて、特定部32は、取得部31が取得した情報に含まれる振動パターン(例えば、図2~図4のいずれかと同様の振動パターン)を、学習モデルに入力する。これにより、特定部32は、学習モデルの出力結果として、風速を得る。
図5に示されるように、受信部20は、光ファイバ10から、光ファイバ10に風の気流が当たることで生じるエルオス音を示す情報を含む光信号を受信する(ステップS11)。
本実施の形態2に係る風速特定システムは、構成自体は上述した実施の形態1の構成と同様であるが、特定部32の機能を拡張している。
具体的には、特定部32は、光ファイバ10の周辺で発生したエルオス音を示す情報に基づいて、風の気流の方向を特定する機能を備える。
図6に示されるように、まず、図5のステップS11,S12と同様のステップS21,S22が行われる。
続いて、特定部32は、光信号に含まれる、エルオス音を示す情報に基づいて、光ファイバ10の周辺の気流の方向を特定する(ステップS23)。このとき、例えば、特定部32は、上述したマッチング用パターンを用いる方法又は学習モデルを用いる方法のいずれかを用いて、気流の方向を特定すれば良い。
その他の効果は、上述した実施の形態1と同様である。
続いて、図7を参照して、本実施の形態3に係る風速特定システムの構成例について説明する。
しかし、より精度の高いダイナミックレーティングを行うためには、特定部32が特定した風速によって送電線40にかかるストレスを特定し、送電線40にかかるストレスに基づいて、送電線40の送電容量を決定する必要がある。
続いて、制御部33は、特定部32が特定した光ファイバ10の周辺の風速に基づいて、送電線40の送電容量を制御する(ステップS33)。このとき、例えば、制御部33は、上述したように、送電線40にかかるストレスを推定し、推定したストレスに基づいて、送電線40の送電容量を決定すれば良い。また、制御部33は、上述したように、送電線40の電圧又は電流を調整する不図示の装置に対し、送電線40の送電容量に応じた電圧又は電流の指令値を送信することで、送電線40の送電容量を制御すれば良い。
その他の効果は、上述した実施の形態1と同様である。
続いて、図9を参照して、本実施の形態4に係る風速特定システムの構成例について説明する。
報知部34は、光ファイバ10の敷設位置を示す情報と、送電線40の敷設位置を示す情報と、地図情報と、を対応付けて予め保持しておく。
そのため、報知部34は、地図上の特定部32が特定した光信号の発生位置にて、その光信号に含まれるエルオス音を示す情報に基づいて特定部32が特定した風速及び気流の方向の情報を重畳したGUI(Graphical User Interface)画面を、表示部60に表示させる。
図11に示されるように、まず、図6のステップS21~S23と同様のステップS41~S43が行われる。
その他の効果は、上述した実施の形態2と同様である。
上述した実施の形態では、受信部20と風速特定装置30とを分離しているが、これには限定されない。受信部20と風速特定装置30とを一体化し、風速特定装置30の内部に受信部20を設けても良い。図12に、風速特定装置30の内部に受信部20を設けた風速特定システムの構成例を示す。図12の例では、受信部20及び特定部32は、同じ風速特定装置30の内部に設けられているため、取得部31が除去されている。なお、図12に示される風速特定システムは、上述した実施の形態3のように、風速特定装置30の内部に制御部33を追加しても良いし、上述した実施の形態4のように、表示部60を追加すると共に、風速特定装置30の内部に報知部34を追加しても良い。
続いて以下では、図13を参照して、上述した実施の形態に係る風速特定装置30を実現するコンピュータ70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)
送電線の周辺に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバから、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を含む光信号を受信する受信部と、
前記光信号に含まれる前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定部と、
を備える、風速特定システム。
(付記2)
前記特定部は、前記音を示す情報に基づいて、前記気流の方向を特定する、
付記1に記載の風速特定システム。
(付記3)
前記特定部が特定した前記風速に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する制御部をさらに備える、
付記2に記載の風速特定システム。
(付記4)
前記特定部は、前記光信号に含まれる前記光ファイバの周辺の温度を示す情報に基づいて、前記温度を特定し、
前記制御部は、前記特定部が特定した前記風速及び前記温度に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する、
付記3に記載の風速特定システム。
(付記5)
表示部と、
報知部と、をさらに備え、
前記特定部は、前記光信号に基づいて、該光信号が発生した位置を特定し、
前記報知部は、地図上の前記特定部が特定した位置にて、前記特定部が特定した前記風速及び前記気流の方向の情報を重畳して、前記表示部に表示させる、
付記2から4のいずれか1項に記載の風速特定システム。
(付記6)
送電線の周辺に敷設された光ファイバから受信した光信号に含まれる、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を取得する取得部と、
前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定部と、
を備える、風速特定装置。
(付記7)
前記特定部は、前記音を示す情報に基づいて、前記気流の方向を特定する、
付記6に記載の風速特定装置。
(付記8)
前記特定部が特定した前記風速に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する制御部をさらに備える、
付記7に記載の風速特定装置。
(付記9)
前記特定部は、前記光信号に含まれる前記光ファイバの周辺の温度を示す情報に基づいて、前記温度を特定し、
前記制御部は、前記特定部が特定した前記風速及び前記温度に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する、
付記8に記載の風速特定装置。
(付記10)
報知部をさらに備え、
前記特定部は、前記光信号に基づいて、該光信号が発生した位置を特定し、
前記報知部は、地図上の前記特定部が特定した位置にて、前記特定部が特定した前記風速及び前記気流の方向の情報を重畳して、表示部に表示させる、
付記7から9のいずれか1項に記載の風速特定装置。
(付記11)
風速特定システムによる風速特定方法であって、
送電線の周辺に敷設された光ファイバから、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を含む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前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定ステップと、
を含む、風速特定方法。
(付記12)
前記特定ステップでは、前記音を示す情報に基づいて、前記気流の方向を特定する、
付記11に記載の風速特定方法。
(付記13)
前記特定ステップで特定した前記風速に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する制御ステップをさらに含む、
付記12に記載の風速特定方法。
(付記14)
前記特定ステップでは、前記光信号に含まれる前記光ファイバの周辺の温度を示す情報に基づいて、前記温度を特定し、
前記制御ステップでは、前記特定ステップで特定した前記風速及び前記温度に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する、
付記13に記載の風速特定方法。
(付記15)
前記特定ステップでは、前記光信号に基づいて、該光信号が発生した位置を特定し、
前記風速特定方法は、
地図上の前記特定ステップで特定した位置にて、前記特定ステップで特定した前記風速及び前記気流の方向の情報を重畳して、表示部に表示させ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項に記載の風速特定方法。
20 受信部
30 風速特定装置
31 取得部
32 特定部
33 制御部
34 報知部
40 送電線
50 鉄塔
60 表示部
70 コンピュータ
701 プロセッサ
702 メモリ
703 ストレージ
704 入出力インタフェース
7041 表示装置
7042 入力装置
7043 音出力装置
705 通信インタフェース
Claims (10)
- 送電線の周辺に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバから、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を含む光信号を受信する受信部と、
前記光信号に含まれる前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定部と、
を備える、風速特定システム。 - 前記特定部は、前記音を示す情報に基づいて、前記気流の方向を特定する、
請求項1に記載の風速特定システム。 - 前記特定部が特定した前記風速に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する制御部をさらに備える、
請求項2に記載の風速特定システム。 - 前記特定部は、前記光信号に含まれる前記光ファイバの周辺の温度を示す情報に基づいて、前記温度を特定し、
前記制御部は、前記特定部が特定した前記風速及び前記温度に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する、
請求項3に記載の風速特定システム。 - 送電線の周辺に敷設された光ファイバから受信した光信号に含まれる、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を取得する取得部と、
前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定部と、
を備える、風速特定装置。 - 前記特定部は、前記音を示す情報に基づいて、前記気流の方向を特定する、
請求項5に記載の風速特定装置。 - 前記特定部が特定した前記風速に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する制御部をさらに備える、
請求項6に記載の風速特定装置。 - 前記特定部は、前記光信号に含まれる前記光ファイバの周辺の温度を示す情報に基づいて、前記温度を特定し、
前記制御部は、前記特定部が特定した前記風速及び前記温度に基づいて、前記送電線の送電容量を制御する、
請求項7に記載の風速特定装置。 - 報知部をさらに備え、
前記特定部は、前記光信号に基づいて、該光信号が発生した位置を特定し、
前記報知部は、地図上の前記特定部が特定した位置にて、前記特定部が特定した前記風速及び前記気流の方向の情報を重畳して、表示部に表示させる、
請求項6から8のいずれか1項に記載の風速特定装置。 - 風速特定システムによる風速特定方法であって、
送電線の周辺に敷設された光ファイバから、該光ファイバに気流が当たることで生じる音を示す情報を含む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前記音を示す情報に基づいて、前記光ファイバの周辺の風速を特定する特定ステップと、
を含む、風速特定方法。
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