WO2020044648A1 - 電柱位置特定システム、電柱位置特定装置、電柱位置特定方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体 - Google Patents

電柱位置特定システム、電柱位置特定装置、電柱位置特定方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体 Download PDF

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WO2020044648A1
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pole
utility pole
unique pattern
utility
telephone
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PCT/JP2019/015345
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幸英 依田
義明 青野
光司 朝日
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日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables

Definitions

  • the present disclosure relates to a utility pole location specifying system, a utility pole location specifying device, a utility pole location specifying method, and a non-transitory computer-readable medium.
  • a nesting detection core wire which is an optical fiber for detecting nesting on a utility pole.
  • the nesting core is bent due to nesting on a telephone pole, the nesting core is bent or strained, and the intensity of an optical signal propagated inside the nesting core is attenuated. Therefore, by detecting the amount of loss due to this attenuation by OTDR measurement, it is detected that the pole has nested.
  • an object of the present disclosure is to solve the above-described problem, and to accurately and automatically identify the position of a utility pole, a utility pole location specifying device, a utility pole location specifying method, and a non-temporary computer It is to provide a readable medium.
  • a utility pole location system comprises: A cable including a communication optical fiber laid on a telephone pole, From at least one communication optical fiber included in the cable, a receiving unit that receives an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, A specifying unit that specifies a position of the telephone pole based on the unique pattern; Is provided.
  • a receiving unit that receives, from at least one communication optical fiber included in a cable laid on the telephone pole, an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, A specifying unit that specifies a position of the telephone pole based on the unique pattern; Is provided.
  • a utility pole position specifying method by a utility pole position specifying device From at least one communication optical fiber included in a cable laid on a telephone pole, receiving an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, The position of the telephone pole is specified based on the unique pattern.
  • a non-transitory computer readable medium comprises: On the computer, Receiving, from at least one communication optical fiber included in a cable laid on the telephone pole, an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, Based on the unique pattern, a procedure for specifying the position of the telephone pole, Is a non-transitory computer-readable medium storing a program for executing the program.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an operation of the fiber sensing unit when the optical fiber cable is disconnected in the utility pole position specifying system in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an operation of the fiber sensing unit when the optical fiber cable is disconnected in the utility pole position specifying system in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an operation of the fiber sensing unit when the optical fiber cable is disconnected in the utility pole position specifying system in FIG. 14.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an operation of the fiber sensing unit when the optical fiber cable is disconnected in the utility pole position specifying system in FIG. 16.
  • the utility pole position specifying system specifies the position of the utility pole 10, and includes the optical fiber cable 20 and the utility pole position specifying device 33.
  • the optical fiber cable 20 is laid on the utility pole 10. When laid on the utility pole 10, the optical fiber cable 20 is disposed substantially perpendicular to the longitudinal direction of the utility pole 10.
  • the optical fiber cable 20 is a cable including one or more communication optical fibers, one end of which is routed inside the communication carrier station building 30, and the other end of which is terminated by the utility pole 10 of the utility pole number C.
  • the utility pole position specifying system specifies the position of the utility pole 10 using an optical fiber sensing technology using an optical fiber as a sensor. Specifically, inside the communication carrier station building 30, pulse light is incident on a communication optical fiber included in the optical fiber cable 20. Then, as the pulsed light is transmitted through the communication optical fiber in the direction of the telephone pole 10, backscattered light is generated for each transmission distance. This backscattered light returns to the inside of the communication carrier station building 30 via the same communication optical fiber.
  • the electric pole 10 is vibrating due to external disturbance or natural vibration, and the vibration of the electric pole 10 is transmitted to the communication optical fiber.
  • the portion of the optical fiber cable 20 where the electric pole 10 is not laid also naturally vibrates, but the vibration pattern of the electric pole 10 is a pattern unique to the electric pole 10 and the portion where the electric pole 10 is not laid. Is different from the vibration pattern.
  • the backscattered light returning to the inside of the communication carrier station building 30 includes the unique pattern of the telephone pole 10.
  • the backscattered light returning to the inside of the communication carrier station 30 includes three unique patterns of the power poles 10.
  • the utility pole position specifying system uses the fact that the pattern of the backscattered light returning to the inside of the communication carrier station building 30 includes the unique pattern of the utility pole 10 to specify the position of the utility pole 10. Is what you do.
  • the above-mentioned telephone pole position specifying device 33 is provided inside the communication carrier station building 30.
  • the utility pole position specifying device 33 is a newly installed facility for realizing the present embodiment.
  • the utility pole position specifying device 33 is a device having a function of specifying the position of the utility pole 10 in addition to having a function as an optical fiber sensing device.
  • the utility pole position specifying device 33 includes a fiber sensing unit 331 and a specifying unit 332.
  • the fiber sensing unit 331 is an example of a receiving unit.
  • the fiber sensing unit 331 makes the pulse light incident on at least one communication optical fiber included in the optical fiber cable 20. This pulse light is transmitted in the direction of the telephone pole 10. Further, the fiber sensing unit 331 receives the backscattered light with respect to the pulse light from the same communication optical fiber as the communication optical fiber that has received the pulse light. This backscattered light is received from the direction of the telephone pole 10.
  • the backscattered light received by the fiber sensing unit 331 includes the unique pattern of the utility pole 10 as described above. Therefore, the specifying unit 332 specifies the position of the utility pole 10 based on the unique pattern of the utility pole 10 included in the backscattered light received by the fiber sensing unit 331.
  • FIG. 2 shows vibration data for each distance from the fiber sensing unit 331 (the horizontal axis represents distance, and the vertical axis represents occurrence time).
  • the shading in a section where the vibration is present is a shading corresponding to the intensity of the vibration.
  • the vibration data for each distance in FIG. 2 is obtained by the fiber sensing unit 331 using the backscattered light received from the communication optical fiber by a distributed acoustic sensor and a distributed vibration sensor. It is obtained by detecting.
  • the specifying unit 332 When specifying the position of the utility pole 10, the specifying unit 332 first obtains vibration data for each distance as shown in FIG. 2 from the fiber sensing unit 331. In the vibration data for each distance shown in FIG. 2, vibration occurs at several distances from the fiber sensing unit 331. Therefore, for example, the specifying unit 332 determines that a section in which the number of vibrations in a certain period is equal to or greater than a threshold is a section in which a unique pattern of the utility pole 10 is generated, and specifies the center of the section as the position of the utility pole 10.
  • the specifying unit 332 determines that the section where the intensity of the vibration is equal to or greater than the threshold is the section where the unique pattern of the telephone pole 10 occurs, and specifies the point where the maximum intensity vibration occurs in the section as the position of the telephone pole 10. .
  • the specifying unit 332 specifies the positions of the utility pole 10 at distances of about 125 m, 168 m, and 188 m from the fiber sensing unit 331.
  • FIG. 3 shows an image of the result of specifying the position of each utility pole 10.
  • FIG. 4 shows vibration data for each distance from the fiber sensing unit 331 (the horizontal axis represents distance, and the vertical axis represents occurrence time).
  • the shading in a section where the vibration is present is a shading corresponding to the intensity of the vibration.
  • the vibration data in FIG. 4 is obtained by the fiber sensing unit 331 detecting the backscattered light received from the communication optical fiber with the distributed acoustic sensor and the distributed vibration sensor.
  • an artificial vibration is generated in the electric pole 10 by means such as a user hitting the electric pole 10 with a hammer, and the artificial vibration is used.
  • the vibration data for each distance shown in FIG. 4 includes a point corresponding to the distance from the fiber sensing unit 331 to the telephone pole 10 of the telephone pole number A. , Vibration is occurring.
  • the specifying unit 332 when specifying the position of the utility pole 10, the specifying unit 332 first obtains vibration data for each distance as shown in FIG. Then, the specifying unit 332 determines that the vibration pattern artificially generated on the power pole 10 having the power pole number A is a unique pattern of the power pole 10 and determines a point of the section where the unique pattern of the power pole 10 is generated by the power pole number. The position of the telephone pole 10 of A is specified. The specifying method at this time may be the same as the first method. The positions of the utility poles 10 of the utility pole numbers B and C are specified in the same manner. FIG. 5 shows an image of the result of specifying the position of each utility pole 10. In the second method, since the user recognizes the power pole 10 and hits with a hammer or the like, the power pole number of the power pole 10 and the position of the power pole 10 can be associated with each other.
  • FIG. 6 shows vibration data for each distance from the fiber sensing unit 331 (the horizontal axis represents distance, and the vertical axis represents intensity (amplitude) at a specific frequency). Note that the vibration data in FIG. 6 is obtained by the fiber sensing unit 331 detecting the backscattered light received from the communication optical fiber with the distributed acoustic sensor and the distributed vibration sensor.
  • the third method utilizes the fact that the optical fiber cable 20 between the utility poles 10 is greatly affected by external factors such as wind, whereas the utility pole 10 itself is less susceptible to the influence. That is, in the optical fiber cable 20 between the power poles 10, the vibration at the vibration frequency of the wind or the like increases because the vibration due to the wind or the like appears large, and conversely, the intensity at the vibration frequency of the vibration of the power pole 10 decreases.
  • FIG. 6 shows vibration data for each distance with the vibration frequency of vibration due to wind or the like as a specific frequency.
  • a portion having a high strength is seen, and this portion can be determined to be the central portion of the optical fiber cable 20 between the utility poles 10.
  • a portion having low strength is also seen, and this portion can be determined as a portion where the utility pole 10 exists.
  • the specifying unit 332 when specifying the position of the utility pole 10, the specifying unit 332 first obtains vibration data for each distance as shown in FIG. Then, the specifying unit 332 specifies a location where the strength is low as the position of the utility pole 10. The image of the result of specifying the position of each utility pole 10 is the same as in FIG.
  • the specifying unit 332 performs machine learning (for example, deep learning or the like) on a vibration pattern at a position where the telephone pole 10 is present, and uses the learning result of machine learning (initial learning model) to generate the vibration pattern. Identify the location.
  • machine learning for example, deep learning or the like
  • the specifying unit 332 inputs teacher data, which is position information indicating the positions of the utility poles 10 of the utility pole numbers A, B, and C, and vibration data for each distance from the fiber sensing unit 331. (Steps S1 and S2).
  • the position information is information as shown in FIG.
  • the vibration data for each distance is data as shown in FIG. 2, FIG. 4, or FIG.
  • Step S3 the specifying unit 332 performs matching and classification of the two (Step S3), and performs supervised learning (Step S4).
  • Step S5 an initial learning model is obtained (step S5).
  • This initial learning model is a model in which when vibration data for each distance is input, the position where the telephone pole 10 is present is output.
  • the specifying unit 332 acquires vibration data (for example, FIG. 2, FIG. 4, or FIG. 6) for each distance from the fiber sensing unit 331 from the fiber sensing unit 331, and performs initial learning. Fill in the model. Thereby, the specifying unit 332 obtains the position of the utility pole 10 as an output result of the initial learning model.
  • the vibration data (vibration pattern) at the position where the electric pole 10 exists is machine-learned, and the position of the electric pole 10 is specified using the learning result of the machine learning. It may be difficult for human analysis to extract features for specifying the position of the utility pole 10 from the vibration data.
  • the fourth method by constructing a learning model from a large amount of vibration data, the position of the telephone pole 10 can be specified with high accuracy even when analysis by a human is difficult.
  • a learning model in the initial state, may be generated based on two or more sets of teacher data.
  • the learning model may be made to newly learn vibration data for each distance newly collected by the fiber sensing unit 331.
  • a detailed condition for specifying the position of the telephone pole 10 may be adjusted from a new learning model.
  • the computer 40 includes a processor 401, a memory 402, a storage 403, an input / output interface (input / output I / F) 404, a communication interface (communication I / F) 405, and the like.
  • the processor 401, the memory 402, the storage 403, the input / output interface 404, and the communication interface 405 are connected by a data transmission path for mutually transmitting and receiving data.
  • the processor 401 is an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the memory 402 is a memory such as a random access memory (RAM) or a read only memory (ROM).
  • the storage 403 is a storage device such as a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or a memory card. Further, the storage 403 may be a memory such as a RAM or a ROM.
  • the storage 403 stores a program for realizing the functions of the fiber sensing unit 331 and the specifying unit 332 included in the utility pole position specifying device 33.
  • the processor 401 realizes the functions of the fiber sensing unit 331 and the specifying unit 332 by executing these programs.
  • the processor 401 may read out these programs on the memory 402 and then execute the programs, or may execute the programs without reading them out on the memory 402.
  • the memory 402 and the storage 403 also serve to store information and data held by the fiber sensing unit 331 and the specifying unit 332.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer-readable media are magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Compact Disc-Read Only Memory). , CD-R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory) )including.
  • the program may be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media.
  • Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
  • Transitory computer readable media can provide the program to a computer via a wired communication line such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication line.
  • the input / output interface 404 is connected to the display device 4041, the input device 4042, and the like.
  • the display device 4041 is a device that displays a screen corresponding to drawing data processed by the processor 401, such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube) display.
  • the input device 4042 is a device that receives an operation input by an operator, and is, for example, a keyboard, a mouse, a touch sensor, and the like.
  • the display device 4041 and the input device 4042 may be integrated and realized as a touch panel.
  • the computer 40 may also include a sensor (not shown) including a distributed acoustic sensor and a distributed vibration sensor, and the sensor may be connected to the input / output interface 404.
  • the communication interface 405 transmits and receives data to and from an external device.
  • the communication interface 405 communicates with an external device via a wired communication path or a wireless communication path.
  • the fiber sensing unit 331 makes the pulse light incident on at least one communication optical fiber included in the optical fiber cable 20 (step S11). Subsequently, the fiber sensing unit 331 receives the backscattered light including the unique pattern of the utility pole 10 from the same communication optical fiber as the communication optical fiber on which the pulse light is incident (Step S12).
  • the specifying unit 332 specifies the position of the utility pole 10 based on the unique pattern of the utility pole 10 included in the backscattered light received by the fiber sensing unit 331 (Step S13). At this time, the specifying unit 332 may specify the position of the utility pole 10 by using any one of the above-described first to fourth methods.
  • the backscattered light (optical signal) including the unique pattern of the power pole 10 is received from at least one communication optical fiber included in the optical fiber cable 20, and the The position of the utility pole 10 is specified based on the pattern. Therefore, the position of the utility pole can be specified with high accuracy and automatically.
  • an existing communication optical fiber may be used, and as in Patent Literature 1, light is linearly or spirally formed in the vertical direction of the telephone pole. There is no need to lay a fiber or lay a nesting detection core wire as in Patent Document 2. Therefore, since a dedicated structure for specifying the position of the utility pole 10 is not required, a utility pole location specifying system can be constructed at low cost.
  • the positions of a plurality of power poles 10 can be simultaneously and remotely specified using an existing communication optical fiber, the position of power poles 10 can be easily specified, and The cost for the location of the ten locations can also be reduced.
  • an optical fiber sensing technique using an optical fiber as a sensor is used. Therefore, advantages such as being not affected by electromagnetic noise, eliminating the need for power supply to the sensor, being excellent in environmental resistance, and facilitating maintenance are obtained.
  • the identification unit 332 holds the correspondence table in which the unique pattern of the utility pole 10 and information on the utility pole 10 (for example, the utility pole number and type of the utility pole 10) are associated, and the like, and the fiber sensing unit is used.
  • the position of a predetermined power pole 10 can be specified based on the unique pattern of the power pole 10 included in the optical signal received by 331.
  • the unique pattern of the utility pole 10 differs depending on the type (for example, the material of the utility pole 10) or the state (for example, the deterioration state of the utility pole 10).
  • the unique pattern of the electric pole 10 differs depending on the type of the electric pole 10.
  • 10 and 11 show the frequency characteristics of the vibration data after the FFT (Fast Fourier Transform) of the vibration data (horizontal axis is time, vertical axis is intensity (amplitude)) of the telephone pole 10 (horizontal axis is frequency, vertical The axis indicates intensity (amplitude).
  • FIG. 10 shows the frequency characteristics of the vibration data of the electric pole 10 of the electric pole type X
  • FIGS. 10 and 11 show the frequency characteristics of the vibration data of the electric pole 10 of the electric pole type Y. Note that the frequency characteristics of FIGS. 10 and 11 are obtained by the fiber sensing unit 331 detecting the backscattered light received from the communication optical fiber by the dispersion type acoustic sensor and the dispersion type vibration sensor. is there.
  • the specifying unit 332 holds the correspondence table in which the unique pattern of the utility pole 10 and the type of the utility pole 10 are associated with each other, for example, so that the identification of the utility pole 10 included in the optical signal received by the fiber sensing unit 331 is possible. Based on the unique pattern, the type of the utility pole 10 can be specified.
  • the specifying unit 332 can also specify the state of the utility pole 10 by holding a correspondence table in which the unique pattern of the utility pole 10 and the state of the utility pole 10 are associated with each other.
  • the specifying unit 332 may generate a map indicating the positions of the utility poles 10 on which the optical fiber cables 20 are laid. In addition, the specifying unit 332 may associate the position of the utility pole 10 with the type or state of the utility pole 10 identified as described above in the above-described map.
  • the specifying unit 332 machine-learns a unique pattern of the utility pole 10 according to the type of the utility pole 10 and a unique pattern of the utility pole 10 according to the state of the utility pole 10, as in the above-described fourth method. May be used to specify the type or state of the utility pole 10.
  • the specifying unit 332 may perform machine learning for each region using teacher data according to the region.
  • a monitoring terminal 50 for monitoring the telephone pole 10 may be provided based on the result of the identification performed by the utility pole position identifying device 33.
  • the monitoring terminal 50 may present the position of the utility pole 10 as a result of the identification by the utility pole location identifying device 33 to a system administrator or the like.
  • the monitoring terminal 50 is provided outside the communication carrier station 30, but may be provided inside the communication carrier station 30.
  • the utility pole 10 connected to each of the plurality of communication carrier stations 30 by the optical fiber cable 20 is intensively monitored by one monitoring terminal 50. You may.
  • the fiber sensing unit 331 and the specifying unit 332 of the utility pole position specifying device 33 may be provided separately from each other.
  • only the fiber sensing unit 331 may be provided inside the communication carrier station 30, and the utility pole position specifying device 33 including the specifying unit 332 may be provided outside the communication carrier station 30.
  • only one fiber sensing unit 331 is provided and occupies the optical fiber cable 20, but the present invention is not limited to this.
  • the arrangement of the fiber sensing unit 331 in the utility pole position specifying system according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 16, illustration of the specifying unit 332 is omitted.
  • the fiber sensing unit 331 shares the optical fiber cable 20 with the existing communication equipment 31. Further, in order to share the optical fiber cable 20 between the fiber sensing unit 331 and the existing communication equipment 31, a filter 32 for separating signals is provided.
  • one fiber sensing unit 331 is provided in each of the plurality of communication carrier stations 30 (in FIG. 14, two communication carrier stations 30A and 30Z). Specifically, fiber sensing units 331A and 331Z are provided inside the communication carrier stations 30A and 30Z, respectively.
  • the telephone pole 10 of telephone pole numbers A, B, and C is connected to the communication carrier office 30A by the optical fiber cable 20, and the telephone pole numbers X, Y, and Z are connected to the communication carrier office 30Z.
  • the utility poles 10 of utility pole numbers C and Y are connected by an optical fiber cable 20.
  • the communication facilities 31A and 31Z correspond to the communication facility 31, and the filters 32A and 32Z correspond to the filter 32.
  • both the fiber sensing units 331A and 331Z monitor the utility poles 10 of utility pole numbers A, B, C, X, Y and Z.
  • the data collection unit 34 is provided on the utility pole 10 of the utility pole number C, as compared with FIG.
  • the data collection unit 34 has one data pole 10 (for example, ten telephone poles 10). It is sufficient to provide one or more.
  • one data collection unit 34 may be provided for every 10 power poles 10, and a total of 10 data collection units 34 may be provided. .
  • each data collection unit 34 collects data of a corresponding number of patterns (sound, temperature, vibration, etc.) of the utility pole 10, and the identification unit 332 generates data Aggregate.
  • data transmission from each data collection unit 34 to the identification unit 332 may be performed via the optical fiber cable 20 or via a separately provided wireless device.
  • the specifying unit 332 specifies the position of the utility pole 10 from which the data collection unit 34 has collected data, based on the data.
  • the monitoring section of one fiber sensing unit 331 is shortened, and the number of telephone poles 10 to be monitored is reduced. Since the monitor section of the fiber sensing unit 331 is short, the transmission distance of the pulse light and the backscattered light is short, so that the fiber loss is small. As a result, the S / N ratio (signal-to-noise ratio) of the received backscattered light is improved, and the monitoring accuracy can be improved. In addition, since the number of utility poles 10 to be monitored by the fiber sensing unit 331 decreases, the monitoring cycle can be improved.
  • a plurality of fiber sensing units 331 are provided in one communication carrier station building 30AZ.
  • the utility poles 10 of utility pole numbers A, B, and C are connected to the fiber sensing unit 331A by the optical fiber cable 20, and the utility poles of utility pole numbers X, Y, and Z are connected to the fiber sensing unit 331Z.
  • 10 are connected by an optical fiber cable 20, and the utility poles 10 of utility pole numbers C and Y are connected by the optical fiber cable 20.
  • the communication facilities 31A and 31Z correspond to the communication facility 31, and the filters 32A and 32Z correspond to the filter 32.
  • both the fiber sensing units 331A and 331Z monitor the utility poles 10 of the utility pole numbers A, B, C, X, Y and Z.
  • the fiber sensing unit 331A inputs the pulse light in the clockwise direction to monitor the electric pole 10
  • the fiber sensing unit 331Z inputs the pulse light in the counterclockwise direction to monitor the electric pole 10. .
  • one utility pole position specifying device 33 including a specifying unit 332 may be provided for the plurality of fiber sensing units 331. Then, the position of the utility pole 10 connected to each of the plurality of fiber sensing units 331 by the optical fiber cable 20 may be intensively specified by one utility pole position specifying device 33.
  • the utility pole position specifying device 33 may be provided inside any of the communication carrier stations 30, or may be provided outside the communication carrier station 30.
  • the optical fiber cable 20 laid on the utility pole 10 may be disconnected. Therefore, with reference to FIGS. 17 to 19, an operation of the fiber sensing unit 331 when the optical fiber cable 20 is disconnected in the utility pole position specifying system according to another embodiment will be described. 17 to 19, the illustration of the specifying unit 332 is omitted.
  • FIG. 17 is an example in which the optical fiber cable 20 between the utility poles 10 of utility pole numbers B and C is disconnected in the configuration of FIG.
  • the fiber sensing unit 331 keeps pulse light incident on the optical fiber cable 20 even when the optical fiber cable 20 is disconnected. Thereby, the communication carrier station building 30 can continuously monitor in the section up to the disconnected point.
  • FIG. 18 is an example in which the optical fiber cable 20 between the utility poles 10 of utility pole numbers B and C is disconnected in the configuration of FIG.
  • the fiber sensing units 331A and 331Z keep the pulse light incident on the optical fiber cable 20, even when the optical fiber cable 20 is disconnected.
  • the telephone pole 10 is always connected to two or more communication carrier stations 30 (in FIG. 18, two communication carrier stations 30A and 30Z). Therefore, when the communication carrier stations 30A and 30Z perform monitoring from both directions, it is possible to construct a redundant configuration that can continuously monitor all sections in the case of a single failure.
  • FIG. 19 is an example in which the optical fiber cable 20 between the utility poles 10 of the utility pole numbers B and C is disconnected in the configuration of FIG.
  • the fiber sensing units 331A and 331Z keep the pulse light incident on the optical fiber cable 20, even when the optical fiber cable 20 is disconnected.
  • a ring configuration in which the optical fiber cables 20 are connected in a ring shape is constructed. Therefore, by monitoring in both directions of the ring from one communication carrier station building 30AZ, it is possible to construct a redundant configuration that can continuously monitor all sections in the case of a single failure.
  • a cable including a communication optical fiber laid on a telephone pole From at least one communication optical fiber included in the cable, a receiving unit that receives an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, A specifying unit that specifies a position of the telephone pole based on the unique pattern; Utility pole location specifying system.
  • the unique pattern is different for each of the poles, The identification unit is Based on the unique pattern, specify the position of the predetermined utility pole, The utility pole position specifying system according to supplementary note 1.
  • the unique pattern is different for each type or state of the pole,
  • the identification unit is Based on the unique pattern, identify the type or state of the utility pole,
  • the unique pattern is a pattern artificially generated on the telephone pole, 4.
  • the unique pattern is a pattern that non-artificially occurs on the telephone pole, 4.
  • the identification unit is Learning the unique pattern at the position where the telephone pole is present, based on the learning result and the unique pattern included in the optical signal received by the receiving unit, to identify the position of the telephone pole,
  • the utility pole position specifying system according to any one of supplementary notes 1 to 5.
  • the cable is Disposed substantially perpendicular to the longitudinal direction of the telephone pole, 7.
  • the utility pole position specifying system according to any one of supplementary notes 1 to 6.
  • a receiving unit that receives, from at least one communication optical fiber included in a cable laid on the telephone pole, an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, A specifying unit that specifies a position of the telephone pole based on the unique pattern;
  • Utility pole position specifying device comprising: (Appendix 9) The unique pattern is different for each of the poles, The identification unit is Based on the unique pattern, specify the position of the predetermined utility pole, The utility pole position specifying device according to supplementary note 8. (Appendix 10) The unique pattern is different for each type or state of the pole, The identification unit is Based on the unique pattern, identify the type or state of the utility pole, The utility pole position specifying device according to supplementary note 8.
  • the unique pattern is a pattern artificially generated on the telephone pole, 11.
  • the unique pattern is a pattern that non-artificially occurs on the telephone pole, 11.
  • the identification unit is Learning the unique pattern at the position where the utility pole is present, based on the learning result and the unique pattern included in the optical signal received by the receiving unit, to identify the location of the utility pole, 13.
  • the utility pole position specifying device according to any one of supplementary notes 8 to 12.
  • the cable is Disposed substantially perpendicular to the longitudinal direction of the telephone pole, 14.
  • the utility pole position specifying device according to any one of supplementary notes 8 to 13.
  • Appendix 15 A utility pole position specifying method by a utility pole position specifying device, From at least one communication optical fiber included in a cable laid on a telephone pole, receiving an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, Based on the unique pattern, specify the position of the telephone pole, Utility pole location method.
  • Appendix 16 On the computer, A step of receiving, from at least one communication optical fiber included in a cable laid on the telephone pole, an optical signal including a unique pattern of the telephone pole, Based on the unique pattern, a procedure for specifying the position of the telephone pole, A non-transitory computer-readable medium storing a program for executing the program.

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Abstract

本開示の電柱位置特定システムは、電柱（１０）に敷設された通信用光ファイバを含むケーブル（２０）と、ケーブル（２０）に含まれる少なくとも１つの光ファイバから、電柱（１０）の固有パターンを含む光信号を受信する受信部（３３１）と、上記固有パターンに基づいて、電柱（１０）の位置を特定する特定部（３３２）と、を備える。

Description

電柱位置特定システム、電柱位置特定装置、電柱位置特定方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体
　本開示は、電柱位置特定システム、電柱位置特定装置、電柱位置特定方法、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
　電柱の異常監視の自動化に伴い、電柱の位置を特定し、どの電柱を監視しているのかを自動で把握する需要が高まる可能性が高い。
　ここで、特許文献１，２に記載の技術においては、ＯＴＤＲ測定による光損失量を監視し、監視装置から損失点までの距離を測定することで電柱の位置を特定している。
　しかし、特許文献１，２に記載の技術においては、電柱の位置を特定するには、監視装置からの距離と全ての電柱との対応関係を予め把握しておく必要があるという課題がある。
　そこで本開示の目的は、上述した課題を解決し、電柱の位置を高精度に且つ自動に特定することができる電柱位置特定システム、電柱位置特定装置、電柱位置特定方法、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。
　一態様による電柱位置特定システムは、
　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する受信部と、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する特定部と、
　を備える。
　一態様による電柱位置特定装置は、
　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する受信部と、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する特定部と、
　を備える。
　一態様による電柱位置特定方法は、
　電柱位置特定装置による電柱位置特定方法であって、
　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信し、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する。
　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する手順と、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する手順と、
　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、電柱の位置を高精度に且つ自動に特定することができるという効果が得られる。
実施の形態に係る電柱位置特定システムの構成の一例を示す図である。 実施の形態に係る電柱位置特定システムにおける第１の方法で用いる、距離毎の振動データの一例を示す図である。 実施の形態に係る電柱位置特定システムにおける第１の方法による各電柱の位置の特定結果の一例を示す図である。 実施の形態に係る電柱位置特定システムにおける第２の方法で用いる、距離毎の振動データの一例を示す図である。 実施の形態に係る電柱位置特定システムにおける第２の方法による各電柱の位置の特定結果の一例を示す図である。 実施の形態に係る電柱位置特定システムにおける第３の方法で用いる、距離毎の振動データの一例を示す図である。 実施の形態に係る電柱位置特定システムにおける第４の方法による機械学習の一例を示す図である。 実施の形態に係る電柱位置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。 実施の形態に係る電柱位置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。 電柱種類Ｘの電柱の振動データの周波数特性の一例を示す図である。 電柱種類Ｙの電柱の振動データの周波数特性の一例を示す図である。 他の実施の形態に係る電柱位置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電柱位置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電柱位置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電柱位置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電柱位置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１３の電柱位置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１４の電柱位置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１６の電柱位置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電柱位置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電柱位置特定システムは、電柱１０の位置を特定するものであり、光ファイバケーブル２０及び電柱位置特定装置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電柱位置特定システムは、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技術を利用して、電柱１０の位置を特定する。
　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。このとき、光ファイバケーブル２０の電柱１０が敷設されていない箇所も自然振動しているが、電柱１０の振動パターンは、電柱１０に固有のパターンとなっており、電柱１０が敷設されていない箇所の振動パターンとは異なっている。
　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の固有パターンが含まれる。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は、電柱１０の固有パターンが、３本分、含まれる。
　本実施の形態に係る電柱位置特定システムは、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光のパターンに、電柱１０の固有パターンが含まれることを利用して、電柱１０の位置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、上述した電柱位置特定装置３３が設けられている。電柱位置特定装置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。
　電柱位置特定装置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の位置を特定する機能を備える装置である。具体的には、電柱位置特定装置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の固有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に含まれる、電柱１０の固有パターンに基づいて、電柱１０の位置を特定する。
　続いて、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に含まれる、電柱１０の固有パターンに基づいて、電柱１０の位置を特定する方法について説明する。
（１）第１の方法
　まず、図２を参照して、電柱１０の位置を特定する第１の方法について説明する。図２は、ファイバセンシング部３３１からの距離毎の振動データ（横軸が距離、縦軸が発生時刻）を示している。図２において、振動がある区間の濃淡は、振動の強度に応じた濃淡になっている。なお、図２の距離毎の振動データは、ファイバセンシング部３３１が、通信用光ファイバから受信した後方散乱光を分散型音響センサ（Distributed Acoustic Sensor）及び分散型振動センサ（Distributed Vibration Sensor）にて検出することにより得られたものである。
　本第１の方法では、周囲の環境変化により電柱１０に非人工的に発生する振動を利用する。
　特定部３３２は、電柱１０の位置を特定する場合、まず、図２に示されるような距離毎の振動データをファイバセンシング部３３１から取得する。
　図２に示される距離毎の振動データには、ファイバセンシング部３３１からの幾つかの距離の点で振動が発生している。
　そのため、例えば、特定部３３２は、一定期間における振動の回数が閾値以上である区間を電柱１０の固有パターンが生じている区間と判断し、その区間の中央を電柱１０の位置と特定する。
　又は、特定部３３２は、振動の強度が閾値以上である区間を電柱１０の固有パターンが生じている区間と判断し、その区間で最大強度の振動が発生する点を電柱１０の位置と特定する。
　図２の例では、特定部３３２は、ファイバセンシング部３３１からの距離が１２５ｍ付近、１６８ｍ付近、１８８ｍ付近のそれぞれを、電柱１０の位置と特定する。図３に、各電柱１０の位置の特定結果のイメージを示す。
（２）第２の方法
　続いて、図４を参照して、電柱１０の位置を特定する第２の方法について説明する。図４は、ファイバセンシング部３３１からの距離毎の振動データ（横軸が距離、縦軸が発生時刻）を示している。図４において、振動がある区間の濃淡は、振動の強度に応じた濃淡になっている。なお、図４の振動データは、ファイバセンシング部３３１が、通信用光ファイバから受信した後方散乱光を分散型音響センサ及び分散型振動センサにて検出することにより得られたものである。
　本第２の方法では、ユーザが電柱１０をハンマーで叩く等の手段により、電柱１０に人工的な振動を発生させ、その人工的な振動を利用する。
　例えば、電柱番号Ａの電柱１０に人工的な振動を発生させると、図４に示される距離毎の振動データには、ファイバセンシング部３３１から電柱番号Ａの電柱１０までの距離に相当する点で、振動が発生している。
　そのため、特定部３３２は、電柱１０の位置を特定する場合、まず、図４に示されるような距離毎の振動データを取得する。そして、特定部３３２は、電柱番号Ａの電柱１０に人工的に発生させた振動のパターンを、電柱１０の固有パターンと判断し、電柱１０の固有パターンが生じている区間の点を、電柱番号Ａの電柱１０の位置を特定する。このときの特定方法は、第１の方法と同様で良い。電柱番号Ｂ，Ｃの電柱１０の位置も、同様に特定する。図５に、各電柱１０の位置の特定結果のイメージを示す。本第２の方法では、ユーザが電柱１０を認識した上でハンマーで叩く等を行うため、電柱１０の電柱番号と、電柱１０の位置と、を対応付けることが可能となる。
（３）第３の方法
　続いて、図６を参照して、電柱１０の位置を特定する第３の方法について説明する。図６は、ファイバセンシング部３３１からの距離毎の振動データ（横軸が距離、縦軸が特定周波数における強度（振幅））を示している。なお、図６の振動データは、ファイバセンシング部３３１が、通信用光ファイバから受信した後方散乱光を分散型音響センサ及び分散型振動センサにて検出することにより得られたものである。
　本第３の方法では、電柱１０間の光ファイバケーブル２０は、風等による外部からの影響を大きく受けるのに対し、電柱１０自体は、その影響を受けにくいことを利用するものである。
　すなわち、電柱１０間の光ファイバケーブル２０は、風等による振動が大きく現れるため、風等による振動の振動周波数における強度は大きくなり、逆に、電柱１０の振動の振動周波数における強度は小さくなると考えられる。
　図６は、風等による振動の振動周波数を特定周波数とした距離毎の振動データである。図６に示される距離毎の振動データには、強度が大きい箇所が見られ、この箇所は電柱１０間の光ファイバケーブル２０の中央部分と判断することができる。逆に、強度が小さい箇所も見られ、この箇所は電柱１０が存在する箇所と判断することができる。
　そのため、特定部３３２は、電柱１０の位置を特定する場合、まず、図６に示されるような距離毎の振動データを取得する。そして、特定部３３２は、強度が小さい箇所を、電柱１０の位置と特定する。各電柱１０の位置の特定結果のイメージは図３と同様である。
（４）第４の方法
　続いて、電柱１０の位置を特定する第４の方法について説明する。
　本第４の方法では、特定部３３２は、電柱１０が存在する位置における振動パターンを機械学習（例えば、深層学習等）し、機械学習の学習結果（初期学習モデル）を用いて、電柱１０の位置を特定する。
　まず、図７を参照して、本第４の方法における機械学習の方法について説明する。
　図７に示されるように、特定部３３２は、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃの電柱１０の位置を示す位置情報である教師データと、ファイバセンシング部３３１からの距離毎の振動データと、を入力する（ステップＳ１，Ｓ２）。なお、位置情報は、図５に示されるような情報となる。また、距離毎の振動データは、図２、図４、又は図６に示されるようなデータとなる。
　続いて、特定部３３２は、両者のマッチング及び分類を行って（ステップＳ３）、教師あり学習を行う（ステップＳ４）。これにより、初期学習モデルが得られる（ステップＳ５）。この初期学習モデルは、距離毎の振動データを入力すると、電柱１０が存在している位置が出力されるモデルとなる。
　続いて、本第４の方法における電柱１０の位置を特定する方法について説明する。
　特定部３３２は、電柱１０の位置を特定する場合、ファイバセンシング部３３１からの距離毎の振動データ（例えば、図２、図４、又は図６）を、ファイバセンシング部３３１から取得し、初期学習モデルに入力する。これにより、特定部３３２は、初期学習モデルの出力結果として、電柱１０の位置を得る。
　上述のように、本第４の方法では、電柱１０が存在する位置における振動データ（振動パターン）を機械学習し、機械学習の学習結果を用いて、電柱１０の位置を特定する。
　振動データから電柱１０の位置を特定するための特徴を抽出することが、人間による解析では困難な場合がある。本第４の方法では、大量の振動データから学習モデルを構築することにより、人間での解析では困難であった場合でも、電柱１０の位置を高精度に特定することができる。
　なお、本第４の方法における機械学習においては、初期状態では、２つ以上の教師データに基づいて、学習モデルを生成すれば良い。また、この学習モデルには、ファイバセンシング部３３１で新たに収集された距離毎の振動データを新たに学習させても良い。その際、新たな学習モデルから、電柱１０の位置を特定する詳細条件を調整しても良い。
　続いて以下では、図８を参照して、電柱位置特定装置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８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、電柱位置特定装置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、分散型音響センサ及び分散型振動センサ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電柱位置特定システムの動作について説明する。ここでは、図９を参照して、本実施の形態に係る電柱位置特定システムの動作フローについて説明する。
　図９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Ｓ１１）。
　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の固有パターンを含む後方散乱光を受信する（ステップＳ１２）。
　その後、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に含まれる、電柱１０の固有パターンに基づいて、電柱１０の位置を特定する（ステップＳ１３）。このとき、特定部３３２は、上述した第１～第４の方法のいずれかの方法を用いて、電柱１０の位置を特定すれば良い。
＜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、電柱１０の固有パターンを含む後方散乱光（光信号）を受信し、電柱１０の固有パターンに基づいて、電柱１０の位置を特定する。そのため、電柱の位置を高精度に且つ自動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の位置を特定するには、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の位置を特定するための専用構造を必要としないため、電柱位置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の位置を特定することができるため、電柱１０の位置特定が容易となると共に、電柱１０の位置特定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、電柱１０毎に、電柱１０の固有パターンを異ならせても良い。
　この場合、特定部３３２は、電柱１０の固有パターンと、電柱１０の情報（例えば、電柱１０の電柱番号、種類等）と、を対応付けた対応テーブルを保持しておく等により、ファイバセンシング部３３１により受信された光信号に含まれる電柱１０の固有パターンに基づいて、所定の電柱１０の位置を特定することが可能となる。
　また、電柱１０の固有パターンは、電柱１０の種類（例えば、電柱１０の材質）又は状態（例えば、電柱１０の劣化状態）に応じて異なる。
　ここで、図１０及び図１１を参照して、電柱１０の種類に応じて電柱１０の固有パターンが異なることについて説明する。なお、図１０及び図１１は、電柱１０の振動データ（横軸が時間、縦軸が強度（振幅））をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）した後の振動データの周波数特性（横軸が周波数、縦軸が強度（振幅））を示している。また、図１０は、電柱種類Ｘの電柱１０の振動データの周波数特性を示し、図１１は、電柱種類Ｙの電柱１０の振動データの周波数特性を示している。なお、図１０及び図１１の周波数特性は、ファイバセンシング部３３１が、通信用光ファイバから受信された後方散乱光を分散型音響センサ及び分散型振動センサにて検出することにより得られたものである。
　図１０に示されるように、電柱種類Ｘの電柱１０の場合、電柱１０の劣化状態にかかわらず、低周波数帯に強度のピークが発生している。これに対して、図１１に示されるように、電柱種類Ｙの電柱１０の場合、電柱１０の劣化状態にかかわらず、高周波数帯に強度のピークが発生している。
　そのため、特定部３３２は、電柱１０の固有パターンと、電柱１０の種類と、を対応付けた対応テーブルを保持しておく等により、ファイバセンシング部３３１により受信された光信号に含まれる電柱１０の固有パターンに基づいて、その電柱１０の種類を特定することが可能となる。
　また、図示していないが、電柱１０の固有パターンは、電柱１０の状態に応じても異なる。そのため、特定部３３２は、電柱１０の固有パターンと、電柱１０の状態と、を対応付けた対応テーブルを保持しておく等により、電柱１０の状態を特定することも可能となる。
　また、特定部３３２は、光ファイバケーブル２０が敷設されている複数の電柱１０の位置を示すマップを生成しても良い。また、特定部３３２は、上述のマップにおいて、電柱１０の位置を、上述のように特定した電柱１０の種類又は状態と対応付けても良い。
　また、特定部３３２は、上述の第４の方法のように、電柱１０の種類に応じた電柱１０の固有パターンや、電柱１０の状態に応じた電柱１０の固有パターンを機械学習し、機械学習の学習結果を用いて、電柱１０の種類又は状態を特定しても良い。
　また、特定部３３２において、上述の第４の方法等により、電柱１０の固有パターンを機械学習する場合、地域によっても電柱１０の固有パターンは異なると考えられる。例えば、温暖地と寒冷地とで固有パターンは異なると考えられる。そのため、特定部３３２は、地域毎に、その地域に応じた教師データを用いて、機械学習しても良い。
　また、図１２に示されるように、電柱位置特定装置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、電柱位置特定装置３３による特定結果として、電柱１０の位置を提示しても良い。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、電柱位置特定装置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を含む電柱位置特定装置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１３～図１６を参照して、他の実施の形態に係る電柱位置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１３～図１６においては、特定部３３２の図示は省略されている。
　図１３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１４の例では、複数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）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１４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１４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１５の例では、図１４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１５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位置を特定する。
　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１６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１６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１６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１６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１４～図１６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を含む電柱位置特定装置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の位置を、１つの電柱位置特定装置３３で集中的に特定しても良い。この場合、電柱位置特定装置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１７～図１９を参照して、他の実施の形態に係る電柱位置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１７～図１９においては、特定部３３２の図示は省略されている。
　図１７の例は、図１３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１８の例は、図１４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１８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１９の例は、図１６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１９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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する受信部と、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する特定部と、
　を備える電柱位置特定システム。
　　　（付記２）
　前記電柱毎に、前記固有パターンが異なり、
　前記特定部は、
　前記固有パターンに基づいて、所定の前記電柱の位置を特定する、
　付記１に記載の電柱位置特定システム。
　　　（付記３）
　前記電柱の種類又は状態毎に、前記固有パターンが異なり、
　前記特定部は、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の種類又は状態を特定する、
　付記１に記載の電柱位置特定システム。
　　　（付記４）
　前記固有パターンは、前記電柱に人工的に発生するパターンである、
　付記１から３のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
　　　（付記５）
　前記固有パターンは、前記電柱に非人工的に発生するパターンである、
　付記１から３のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
　　　（付記６）
　前記特定部は、
　前記電柱が存在する位置における前記固有パターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記固有パターンとに基づいて、前記電柱の位置を特定する、
　付記１から５のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
　　　（付記７）
　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６のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
　　　（付記８）
　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する受信部と、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する特定部と、
　を備える電柱位置特定装置。
　　　（付記９）
　前記電柱毎に、前記固有パターンが異なり、
　前記特定部は、
　前記固有パターンに基づいて、所定の前記電柱の位置を特定する、
　付記８に記載の電柱位置特定装置。
　　　（付記１０）
　前記電柱の種類又は状態毎に、前記固有パターンが異なり、
　前記特定部は、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の種類又は状態を特定する、
　付記８に記載の電柱位置特定装置。
　　　（付記１１）
　前記固有パターンは、前記電柱に人工的に発生するパターンである、
　付記８から１０のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
　　　（付記１２）
　前記固有パターンは、前記電柱に非人工的に発生するパターンである、
　付記８から１０のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
　　　（付記１３）
　前記特定部は、
　前記電柱が存在する位置における前記固有パターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記固有パターンとに基づいて、前記電柱の位置を特定する、
　付記８から１２のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
　　　（付記１４）
　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８から１３のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
　　　（付記１５）
　電柱位置特定装置による電柱位置特定方法であって、
　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信し、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する、
　電柱位置特定方法。
　　　（付記１６）
　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する手順と、
　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する手順と、
　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２０１８－１６２０４０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　電柱位置特定装置
　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 (16)

  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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する受信部と、
    　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する特定部と、
    　を備える電柱位置特定システム。
  2. 　前記電柱毎に、前記固有パターンが異なり、
    　前記特定部は、
    　前記固有パターンに基づいて、所定の前記電柱の位置を特定する、
    　請求項１に記載の電柱位置特定システム。
  3. 　前記電柱の種類又は状態毎に、前記固有パターンが異なり、
    　前記特定部は、
    　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の種類又は状態を特定する、
    　請求項１に記載の電柱位置特定システム。
  4. 　前記固有パターンは、前記電柱に人工的に発生するパターンである、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
  5. 　前記固有パターンは、前記電柱に非人工的に発生するパターンである、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
  6. 　前記特定部は、
    　前記電柱が存在する位置における前記固有パターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記固有パターンとに基づいて、前記電柱の位置を特定する、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
  7. 　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１から６のいずれか１項に記載の電柱位置特定システム。
  8. 　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する受信部と、
    　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する特定部と、
    　を備える電柱位置特定装置。
  9. 　前記電柱毎に、前記固有パターンが異なり、
    　前記特定部は、
    　前記固有パターンに基づいて、所定の前記電柱の位置を特定する、
    　請求項８に記載の電柱位置特定装置。
  10. 　前記電柱の種類又は状態毎に、前記固有パターンが異なり、
    　前記特定部は、
    　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の種類又は状態を特定する、
    　請求項８に記載の電柱位置特定装置。
  11. 　前記固有パターンは、前記電柱に人工的に発生するパターンである、
    　請求項８から１０のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
  12. 　前記固有パターンは、前記電柱に非人工的に発生するパターンである、
    　請求項８から１０のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
  13. 　前記特定部は、
    　前記電柱が存在する位置における前記固有パターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記固有パターンとに基づいて、前記電柱の位置を特定する、
    　請求項８から１２のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
  14. 　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８から１３のいずれか１項に記載の電柱位置特定装置。
  15. 　電柱位置特定装置による電柱位置特定方法であって、
    　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信し、
    　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する、
    　電柱位置特定方法。
  16. 　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、前記電柱の固有パターンを含む光信号を受信する手順と、
    　前記固有パターンに基づいて、前記電柱の位置を特定する手順と、
    　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。
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