WO2020213060A1 - 光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、非一時的なコンピュータ可読媒体 - Google Patents

光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、非一時的なコンピュータ可読媒体 Download PDF

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WO2020213060A1
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optical fiber
fiber cable
change
vibration
optical
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智之 樋野
聡寛 田中
チャイタニャ プラサード ナリセッティ
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日本電気株式会社
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    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
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    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
    • G01D5/35354—Sensor working in reflection
    • G01D5/35358—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber sensor, a monitoring system, a sensing position correction method, and a non-temporary computer-readable medium.
  • Optical fiber sensors have been widely introduced in applications such as maintenance of optical fibers for communication and abnormality diagnosis of infrastructure structures.
  • the OTDR Optical Time Domain Reflectometer
  • the OTDR is a method in which an optical pulse is transmitted from a transmitting end of a measuring device and a change in the intensity of backscattered light returning in the direction opposite to the optical pulse transmitted in the optical fiber is measured.
  • the light intensity of backscattered light changes at the connection points, disconnection points, and abnormal loss points of optical fibers such as optical connectors.
  • the location can be identified by calculating from the propagation time from the transmission of the light pulse to the measurement of the backscattered light.
  • the BOTDR Bacillouin Optical Time Domain Reflectometry
  • the BOTDR transmits an optical pulse from the transmission end in the same manner as the above-mentioned OTDR, but the type of backscattered light to be measured is different.
  • backscattered light called Brillouin scattered light is measured. Since this Brillouin scattered light has a property of causing a frequency shift when distortion or the like is applied on the optical fiber, it is possible to know whether or not the fiber is distorted by measuring the amount of this frequency shift.
  • the optical fiber sensor is widely applied for the purpose of detecting an abnormality at the connection point of the optical fiber and measuring the distortion, but in recent years, the line width of the laser spectrum has been narrowed and coherent (Coherent). : The nature of waves interfering with each other) Due to innovations in optical network devices such as reception methods, the amount of environmental information that can be detected by optical fiber sensors is increasing. By being able to detect the change of state of the phase of light, it is spreading not only to the amount of reflection, distortion and temperature, but also to factors such as vibration and sound. As a result, for example, using an optical fiber cable arranged for data communication along a highway or a railroad track of a train, the running vibration generated by a car or a train can be continuously detected. It is expected that the application area for grasping location information will be expanded.
  • Optical fiber cables for data communication that are already arranged along highways and railroads have various arrangement states of the optical fiber cables in the structure, and depending on this arrangement state, the optical fiber cables There is a difference between the upper sensing position and the actual sensing position.
  • Examples of the arrangement state include the deflection and the extra length of the optical fiber cable. For example, even if the position of 10 km on the optical fiber cable is sensed, the sensing data of the place of 9 km shorter than the distance can be actually obtained due to the deflection and the extra length. This difference in position is up to 10%, and the longer the distance, the greater the difference in sensing position.
  • An object of the present disclosure is an optical fiber sensor, a monitoring system, and a sensing position that can compensate for the sensing position on the fiber cable and the actual sensing position that occur depending on the arrangement state of the optical fiber cable in view of the above-mentioned problems.
  • the purpose is to provide a correction method and a non-temporary storage medium.
  • the optical fiber cable and the optical fiber cable are incident with an optical pulse signal, and the intensity change of the backscattered light of the incident optical pulse signal and the backscattered light
  • a device main body that specifies a predetermined environmental change that occurred in the vicinity of the optical fiber cable and a position where the environmental change occurs from the arrival time is provided, and the device main body includes environmental change information including the specified occurrence position.
  • the feature is that the sensing position on the optical fiber cable is corrected based on the laying position information of the optical fiber cable.
  • the monitoring system includes the optical fiber sensor described above and a monitoring camera or a point vibration sensor that senses a point-like position.
  • the sensing position correction method includes a step of injecting an optical pulse signal into an optical fiber cable, a change in the intensity of backscattered light of the incident optical pulse signal, and an arrival time of the backscattered light. From, a step of specifying a predetermined environmental change generated in the vicinity of the optical fiber cable and the occurrence position of the environmental change, environmental change information including the specified occurrence position, and laying position information of the optical fiber cable. Based on the above, the step of correcting the sensing position on the optical fiber cable is provided.
  • an optical pulse signal is incident on the optical fiber cable, and the intensity of the backscattered light of the incident optical pulse signal is changed and the arrival time of the backscattered light is obtained.
  • the environmental change information including the predetermined environmental change and the occurrence position of the environmental change generated in the vicinity of the optical fiber cable and the specified occurrence position, and the laying position information of the optical fiber cable.
  • the computer is made to correct the sensing position on the optical fiber cable.
  • an optical fiber sensor a monitoring system, a sensing position correction method, and an optical fiber sensor capable of compensating for the sensing position on the fiber cable and the actual sensing position generated depending on the arrangement state of the optical fiber cable, and , Provides a non-temporary storage medium.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the optical fiber sensor according to the first embodiment.
  • the optical fiber sensor 1 is a sensor device that detects environmental changes such as reflection amount, distortion, temperature, vibration, and sound by using an optical fiber cable 101 as a sensing medium.
  • the optical fiber sensor 1 includes an optical fiber cable 101 and an apparatus main body 102.
  • the optical fiber cable 101 is a linear cable capable of propagating an optical pulse signal in the cable, and may be an optical fiber cable 101 that is generally widely used for data communication.
  • One end of the optical fiber cable 101 is connected to the optical circulator 103 of the apparatus main body 102, and the other end is subjected to non-reflective termination processing for suppressing reflection of an optical signal.
  • the optical fiber cable 101 can be connected to or arranged in a device (detector) for detecting predetermined environmental changes such as reflection amount, distortion, temperature, vibration, and sound.
  • the optical fiber cable 101 may be connected to the communication optical fiber cable 101 for which an abnormal loss at the connection point is to be detected, or may be arranged in contact with the outside of equipment or the like for which an abnormality is to be detected.
  • the vibration of a vehicle running on the expressway is detected by the optical fiber cable 101 for communication use arranged along the expressway.
  • the device main body 102 is the main body of the optical fiber sensor 1.
  • the apparatus main body 102 is composed of a sensor unit 104 that continuously senses the movement of a moving body by transmitting and receiving an optical pulse signal, and an analysis unit 105 that analyzes data acquired by the sensor unit 104.
  • the sensor unit 104 includes a transmission unit 106 that generates an optical pulse signal, a reception unit 107 that receives the optical pulse signal, and a control unit 108 that controls the transmission / reception unit.
  • the transmission unit 106 includes a light emitting element 109, a drive circuit thereof, and an optical modulator 110.
  • a laser diode (LD: Laser Diode) having a narrow line width with high coherence is used for the light emitting element 109.
  • LD Laser Diode
  • the drive circuit is a circuit that drives the light emitting element 109, and drives the light emitting element 109 so as to oscillate an optical pulse having a constant period (pulse width) from the light emitting element 109 under the control of the control unit 108.
  • the light modulator 110 is a device that modulates the light pulse output from the light emitting element 109.
  • the light emitting element 109, the drive circuit, and the light modulator 110 can change the wavelength, frequency, intensity, phase, and the like of light under the control of the control unit 108.
  • the optical pulse modulated by the light modulator 110 is output to the optical fiber cable 101 via the optical circulator 103.
  • the optical circulator 103 incidents the optical pulse output from the light modulator 110 toward the optical fiber cable 101, and detects the backward scattered light of the optical pulse returned from the optical fiber cable 101 by the light receiving unit 107. It is a component that outputs to the device 111.
  • the receiving unit 107 is a functional unit that receives backscattered light.
  • the receiving unit 107 includes a photodetector 111 and a digital processing circuit 112.
  • the photodetector 111 is a device that converts the received backscattered light into analog data.
  • a photodetector PD: PhotoDetector
  • the analog data (analog data related to the backscattered light) output from the photodetector 111 is output to the digital processing circuit 112.
  • the digital processing circuit 112 is a functional unit that converts analog data (analog data related to backscattered light) output from the light detector 111 into digital data (digital data related to backscattered light).
  • a semiconductor integrated circuit device can be used.
  • the digital data converted by the digital processing circuit 112 is output to the analysis unit 105.
  • the control unit 108 is a functional unit that controls a transmission unit 106 that generates a pulse signal and a reception unit 107 that receives a pulse signal.
  • the control unit 108 controls the optical signal from the light emitting element 109 so as to oscillate an optical pulse from the light emitting element 109 at a constant cycle (pulse width) by controlling the light modulator 110. Further, the control unit 108 controls the transmission unit 106 so as to synchronize with the reception unit 107.
  • the control unit 108 controls the sampling time so that it is shorter than the pulse width.
  • the control unit 108 synchronizes the transmission timing of the optical pulse output from the transmission unit 106 with the detection timing of the backscattered light detected by the reception unit 107.
  • the analysis unit 105 is a functional unit that analyzes the data acquired by the sensor unit 104.
  • the analysis unit 105 includes a vibration detection unit 113 that determines vibration from a state change of a received signal, a position correction processing unit 118 that estimates a boundary position where vibration characteristics change, and a position-dependent fluctuation in output signal strength. It has a standardization processing unit 122 that suppresses it.
  • the vibration detection unit 113 includes a parallel processing unit 114, an integration unit 115, a fluctuation amount calculation unit 116, and a generation area estimation unit 117.
  • the parallel processing unit 114 is a functional unit that samples digital data related to backscattered light of an optical pulse output from the digital processing circuit 112 at a specific frequency and performs parallel processing at each sampling time.
  • the period of parallel processing corresponds to the reciprocating time of the optical pulse at the longest measurement point of the optical fiber cable 101. That is, the minimum period of parallel processing is the time from when the optical pulse is transmitted from the transmitting unit 106 to reach the longest measurement point on the optical fiber cable 101 and when the backscattered light returns to the receiving unit 107 from the measurement point. It becomes.
  • the digital data for each sampling time (digital data related to backscattered light) processed in parallel by the parallel processing unit 114 is output to the integrating unit 115.
  • the integration unit 115 is a functional unit that calculates integrated data by integrating digital data related to backscattered light processed in parallel by the parallel processing unit 114 within a preset time for each sampling time.
  • the integrated data for each specific sampling time (integrated data related to backscattered light) integrated by the integrating unit 115 is output to the fluctuation amount calculation unit 116.
  • the fluctuation amount calculation unit 116 is a functional unit that calculates the fluctuation amount (variation amount related to backscattered light) of the integrated data integrated by the integration unit 115 for each sampling time. This amount of fluctuation is the magnitude of vibration.
  • the occurrence area estimation unit 117 is a functional unit that estimates the occurrence area of environmental changes.
  • the generation area estimation unit 117 estimates the environment change generation area on the longitudinal side of the optical fiber cable 101 based on the sampling time at which the measurement of the environmental change is started and the sampling time at which the measurement of the environmental change is completed.
  • the fluctuation amount for each sampling time calculated by the fluctuation amount calculation unit 116 is output to the position correction processing unit 118 as a vibration value for each position together with the information of the generation area estimation unit 117.
  • the vibration detection unit 113 detects the vibration of the optical fiber cable 101 from the change over time in the intensity change of the backscattered light, and also detects the position where the environmental change occurs from the fluctuation amount of the vibration. Therefore, as the device main body 102, the optical pulse signal is incident on the optical fiber cable 101, and the vicinity of the optical fiber cable 101 is determined from the change in the intensity of the backward scattered light of the incident optical pulse signal and the arrival time of the backward scattered light. Specify the predetermined environmental change that occurred in the above and the position where the environmental change occurs.
  • the position correction processing unit 118 includes a boundary position estimation unit 119, a position correction unit 120, and an actual position information unit 121.
  • the boundary position estimation unit 119 is a functional unit that estimates the boundary position where the vibration characteristics change.
  • the vibration amount information for each position along the optical fiber cable 101 from the vibration detection unit 113 has characteristics of vibration characteristics that differ depending on the location where the optical fiber cable 101 is arranged. For example, from the optical fiber cable 101 laid in the bridge portion, the entire bridge vibrates due to the running vibration of the car, the wind, or the like, so that the difference in vibration intensity between the running vibration of the car and the vibration of the bridge becomes small. That is, when the vibration of the entire bridge is regarded as noise, the signal-to-noise ratio decreases in the bridge portion.
  • the boundary position estimation unit 119 is a functional unit that estimates the boundary position at which the vibration characteristics change.
  • the running vibration intensity (S / N ratio) of the vehicle with respect to the vibration intensity of the bridge portion corresponding to the background noise is used as a reference, and the position where the S / N ratio changes is estimated as the boundary position.
  • the actual position information unit 121 has the location information (kilopost) of the bridge part and the tunnel part in advance.
  • the position correction unit 120 is a functional unit that estimates the position correction amount by comparing the location information with the boundary position estimated by the boundary position estimation unit 119. In the case of the bridge portion described above, the correction amount is estimated by comparing the distance information of the region where the S / N ratio is low calculated by the boundary position estimation unit 119 with the location information of the bridge portion held by the actual position information unit 121. ..
  • the sensing information obtained by the optical fiber sensor 1 it is assumed that a region where the S / N ratio deteriorates is detected in a section of 10 km from 10 km to 20 km.
  • the actual position information of the bridge portion in the position correction unit 120 is a section of 9 km from 10.5 km to 19.5 km.
  • the deteriorated section information of the S / N ratio obtained by the sensor is corrected from 10 km to 10.5 km and from 20 km to 19.5 km, and the position information for the 10 km section obtained by the sensor is 9/10. And output as information for 9 km.
  • the new position information and vibration intensity information after this correction are output to the standardization processing unit 122.
  • the position correction processing unit 118 has the laying position information of the optical fiber cable 101, the environmental change information including the position where the environmental change occurs detected by the vibration detection unit 113, and the laying position information of the optical fiber cable 101. And, based on, the sensing position on the optical fiber cable 101 is corrected.
  • the standardization processing unit 122 is a functional unit that divides and standardizes by the maximum value of the fluctuation amount within a preset time for each sampling time.
  • the standardized data is output to the output unit 123.
  • the output unit 123 is a functional unit that outputs information, and outputs information (display, audio output, printing, signal output, etc.).
  • An optical pulse signal is incident on the optical fiber cable 101.
  • weak backscattered light propagates in the direction opposite to the traveling direction of the optical signal from all locations in the longitudinal direction of the optical fiber cable 101.
  • Rayleigh scattered light is measured as backscattered light.
  • Rayleigh scattered light becomes scattered light having the same frequency component as the transmitted optical signal.
  • the intensity and phase of the backscattered light change. It is possible to detect that an environmental change has occurred by capturing the change in intensity and phase.
  • the identification of the location where the change in intensity and phase has occurred by making the optical signal an optical pulse signal having a finite time width, the time (period, pulse width) at which the optical pulse is transmitted from the transmission unit 106 is also obtained. Yes) and the time (time from the start to the end of measurement) of the backward scattered light in which the intensity and phase change occurred, and the position of the optical fiber cable where the environmental change occurred is calculated. be able to.
  • FIG. 2 is a sequence schematically showing the operation of the analysis unit 105 in the optical fiber sensor 1 according to the first embodiment. Please refer to FIG. 1 for the components of the optical fiber sensor 1.
  • the optical detector 111 in the receiving unit 107 converts the backward scattered light into analog data and converts the light.
  • the analog data (analog data related to the backward scattered light) is output to the digital processing circuit 112.
  • analog data analog data related to backscattered light
  • every sampling time t1, t2, t3, ..., Tn-1, tun.
  • Generate digital data digital data related to backscattered light
  • the converted digital data is output to the parallel processing unit 114 of the vibration detection unit 113 having in the analysis unit 105.
  • the digital data for each sampling time (t1, t2, t3, ..., Tn-1, tun) (digital data related to backward scattered light). Is processed in parallel, and the digital data for each sampling time processed in parallel is output to the integrating unit 115 (step 201).
  • the parallel processing cycle corresponds to the round-trip time of the optical pulse at the longest measurement point of the optical fiber cable 101. That is, the optical pulse is transmitted from the transmitting unit 106 to reach the longest measurement point (sampling time: distance at tun) on the optical fiber cable 101, and the backscattered light of the optical pulse returns to the receiving unit 107 from there. The time until it comes is the cycle of parallel processing. Therefore, the backscattered light data of the light pulse returning from the same place always has the same processing surface.
  • the digital data for each sampling time processed in parallel is input to the integrating unit 115, the digital data (digital data related to the backward scattered light) is integrated and integrated for each sampling time within a preset time.
  • the integrated data for each sampling time is output to the fluctuation amount calculation unit 116 (step 202).
  • the fluctuation amount calculation unit 116 of the data processing device receives the integrated data (integrated data related to backscattered light) for each sampling time.
  • the amount of fluctuation within a preset time is calculated, and the calculated amount of fluctuation for each sampling time (the amount of fluctuation related to backscattered light) is output to the generation area estimation unit 117 (step 203).
  • the sampling time and the generation location are linked by the generation area estimation unit 117.
  • the occurrence area estimation unit 117 estimates and estimates the occurrence area of the environmental change in the longitudinal direction of the optical fiber cable 101 from the sampling time at which the measurement of the environmental change is started and the sampling time at which the measurement of the environmental change is completed. Information related to the area where the environmental change occurs is output to the position correction processing unit 118. Since the sampling times of the start and end of the measurement of the environmental change and the distance in the longitudinal direction of the optical fiber cable can be converted, the region where the environmental change occurs can be specified. In this way, from the intensity change of the backscattered light of the incident optical pulse signal and the arrival time of the backscattered light, the predetermined environmental change and the occurrence position of the environmental change generated in the vicinity of the optical fiber cable 101 are specified.
  • the signal pair is set within a preset time for each distance.
  • the signal-to-noise ratio is calculated.
  • the signal-to-noise ratio is the ratio of the fluctuation amount of the running vibration of the vehicle to the fluctuation amount of the background level. When this ratio exceeds a preset value, it is estimated as a boundary position. Then, the boundary position information is input to the position correction unit 120, where the actual position information is collated, the correction amount is estimated, and the correction process is performed (step 204). That is, the sensing position on the optical fiber cable 101 is corrected based on the environmental change information including the specified generation position and the laying position information of the optical fiber cable 101.
  • the processing of the position correction processing unit 118 will be described with reference to the digital data examples of FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing digital data before position correction processing in the optical fiber sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing digital data after position correction processing in the optical fiber sensor according to the first embodiment.
  • Both FIGS. 3 and 4 simulate the results of detecting the vibration generated when the moving body moves along the optical fiber cable 101.
  • Digital data representing the magnitude of fluctuations in backscattered light is represented by a sampling period on the horizontal axis and a unit time on the vertical axis.
  • the sampling period on the horizontal axis is synonymous with distance because the speed at which the pulse travels is self-evident.
  • the larger the value of the fluctuation amount of the backscattered light the larger the vibration intensity.
  • vibration is observed as background noise at a location on the optical fiber cable 101 in a section of a distance of 3 km to 7 km.
  • the section from the 4 km point to the 6 km point is the bridge portion.
  • the position correction the position of 3 km obtained by sensing is set to 4 km, and the position of 7 km is set to 6 km. That is, in the digital data after the position correction processing, the section where the background noise is observed is a section from 4 km to 6 km.
  • the distance resolution is apportioned by the distance difference before and after the position correction processing.
  • the difference between the sensing position on the optical fiber cable 101 and the actual sensing position can be reduced. By implementing this for all structures whose vibration characteristics change, the number of correction points increases, and the effect becomes greater.
  • the standardization processing unit 122 When information on the amount of fluctuation with respect to the distance in the longitudinal direction (the amount of fluctuation related to backscattered light) in the corrected optical fiber cable 101 is input to the standardization processing unit 122, the amount of fluctuation in a fixed time range for each sampling time. Calculate the maximum value of. Then, normalization is carried out by dividing the value of the fluctuation amount by the calculated maximum value (step 205).
  • the optical fiber sensor 1 corrects the sensing position on the optical fiber cable 101 based on the environmental change information including the position where the environmental change occurs and the laying position information of the optical fiber cable 101.
  • the change position of the vibration characteristic derived from the change in the intensity of the backscattered light caused by the structure provided on the road or the railroad track such as the bridge or the tunnel is used as the environmental change information. Further, in the correction of the sensing position, the position of the structure provided on the road or the railroad track such as the bridge portion or the tunnel is used as the laying position information of the optical fiber cable 101. Then, by comparing the environmental change information with the laying position information, the sensing position on the optical fiber cable 101 and the actual sensing position can be compensated.
  • the laying position information is not limited to structures provided on roads or railroad tracks such as bridges and tunnels.
  • the correction of the sensing position is derived from the change in the intensity of backscattered light caused by at least one of the pavement condition of the road on which a moving object such as a car or a train travels, the seam of the road, and the seam of the railroad track.
  • the change position of the vibration characteristic may be used as the environmental change information.
  • the pavement state of the road, the seam of the road, and the seam of the railroad track may be used as the laying position information.
  • These changes in vibration characteristics are determined by using a predetermined value of the signal strength with respect to the noise strength as a threshold value for the running vibration generated by the moving body. That is, when the ratio (signal intensity of traveling vibration) to (noise intensity of traveling vibration) exceeds the threshold value, it is determined that the vibration characteristics have changed.
  • the change in vibration characteristics may be determined using a predetermined value in the signal intensity of the traveling vibration generated by the moving body traveling on the road or the railroad track as a threshold value, or a predetermined value in the noise intensity of the traveling vibration generated by the moving body. May be determined as a threshold value.
  • FIG. 5 is an image diagram showing an application example of the optical fiber sensor according to the first embodiment.
  • the optical fiber cable 501 is, for example, an optical fiber cable 501 arranged along a highway. This may be newly arranged for the purpose of sensing, or the existing optical fiber cable 501 for information communication may be used.
  • the vehicle travels. It is possible to detect environmental changes such as vibration and sound caused by the above.
  • the optical fiber sensor 1 can be used in an application that complements such a monitoring system.
  • the information of the optical fiber sensor 1 that detects vibration and sound with respect to the movement of the vehicle on the highway is combined with the information of the existing highway monitoring system such as the surveillance camera 503 and the point type point vibration sensor 504. This makes it possible to monitor the continuous movement of vehicles on the highway. As a result, it can be used as a traffic monitor for traffic jam detection and reverse-way driving detection.
  • the acquired data is used not only for monitoring moving objects but also for various purposes.
  • the vibration data of the pier can be used to grasp the deterioration state due to the change in the vibration state.
  • the change in the vibration characteristic used for the position correction process may be caused not only by the bridge portion along the road but also by the tunnel portion, the road surface connection portion, and the road surface pavement.
  • the correction of the sensing position uses the change point of the traveling vibration locus of the moving body depending on the cable laying environment such as the extra length accommodating portion of the optical fiber cables 101 and 501. It may be determined by using the slope of the mileage as a threshold value. That is, the correction of the sensing position uses the change position of the vibration characteristic derived from the change in the intensity of the backscattered light due to the laying state of the optical fiber cable 101 including the extra length accommodating portion of the optical fiber cable 101 as the environmental change information. May be good.
  • the change position of the vibration characteristic includes the change point of the locus in the traveling vibration generated by the moving body. Then, the change point is determined by using the value of a predetermined inclination of the mileage with respect to time as a threshold value.
  • the position correction process is not performed every day, but may be performed immediately after arranging the optical fiber cables 101 and 501, or may be performed regularly such as maintenance.
  • the weather conditions are different, it is desirable to carry out standardization processing according to the weather conditions.
  • the optical fiber sensor according to the second embodiment uses an optical fiber cable installed along a train track. It may be newly disposed for sensing purposes or an existing fiber optic cable for data communication may be used.
  • Fiber optic sensors including fiber optic cables and device bodies, are used in combination with surveillance cameras and train operation monitoring systems that include track circuits and wireless train position sensors.
  • the optical fiber sensor can detect environmental changes such as vibration and sound caused by running a train. Since railroad tracks have long distances and radio does not reach some places such as tunnels in mountainous areas, it is difficult to constantly monitor all distances with surveillance cameras and wireless sensors. Fiber optic sensors can be used to complement this surveillance system.
  • the vibration data of the overpass portion is used to grasp the deterioration state due to the change in the vibration state.
  • the change in the vibration characteristics used for the position correction process may be caused by a bridge portion, a tunnel portion, or a track connection portion along the track.
  • the correction of the sensing position uses the change point of the traveling vibration locus of the moving body depending on the cable laying environment such as the extra length accommodating portion of the optical fiber cable, and the traveling distance with respect to time. It may be determined by using the inclination as a threshold value.
  • the position correction process is not performed every day, but may be performed immediately after arranging the optical fiber cable or regularly such as maintenance.
  • the weather conditions are different, it is desirable to carry out standardization processing according to the weather conditions.
  • FIG. 6 is an image diagram showing an application example of the optical fiber sensor according to the third embodiment.
  • the optical fiber cable 601 is an optical fiber cable 601 installed along the border. This may be newly arranged for the purpose of sensing, or if there is an existing optical fiber cable 601 for data communication, it may be used.
  • the optical fiber sensor 3 including the optical fiber cable 601 and the device main body 602 is used by being attached to a border fence or buried in the ground along the border.
  • the optical fiber sensor 3 can detect environmental changes such as vibration and sound caused by the intrusion of an intruder.
  • the borders are long distances, and it is difficult to constantly monitor all distances with the surveillance camera 603.
  • the optical fiber sensor 3 can be used in an application that complements such a monitoring system. By the method of the present proposal, it is possible to provide accurate location information of intrusion events occurring at this border.
  • Other configurations are the same as those in the first and second embodiments.
  • FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of the optical fiber sensor according to the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment is a modification of the first embodiment, in which an optical coupler 701 is provided in an optical path between the light emitting element 109 and the optical modulator 110, and an optical coherent receiver 702 is used instead of the photodetector 111.
  • the coupler 701 and the optical coherent receiver 702 are connected by an optical path.
  • the optical coupler 701 is a component that splits the optical pulse output from the light emitting element 109 into two. One of the optical pulses branched by the optical coupler 701 is output toward the light modulator 110, and the other is output toward the optical coherent receiver 702 of the receiving unit 107.
  • the optical coherent receiver 702 is a device that measures reflected scattered light by a digital coherent detection method.
  • the digital coherent detection method is a reception method that measures reflected scattered light with high sensitivity and low noise by adaptively processing fluctuations in phase and polarization in the digital domain.
  • Two lights, an optical pulse from the optical coupler 701 and a backscattered light from the optical circulator 103, are input to the optical coherent receiver 702.
  • the backscattered light causes a frequency shift due to the light pulse being modulated by the light modulator 110. Therefore, light having different frequencies is simultaneously input to the optical coherent receiver 702.
  • the optical coherent receiver 702 measures the beat frequency generated by the interference of these two different frequency optical signals (optical pulse, backscattered light).
  • the beat frequency measured by the optical coherent receiver 702 is output to the digital processing circuit 112 as analog data related to the backscattered light.
  • the reception timing of the backscattered light received by the optical coherent receiver 702 is synchronized with the transmission timing of the optical pulse output from the light emitting element 109 under the control of the control unit 108.
  • Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
  • the fourth embodiment as in the first embodiment, it is possible to contribute to identifying the place where the environmental change has occurred in the optical fiber cable.
  • the digital coherent inspection and reception method it is possible to measure the reflected scattered light with high sensitivity and low noise, and the situation of environmental changes in detail due to changes in the intensity and phase of the backscattered light. I can grasp it.
  • a combination of the configurations of the first to fourth embodiments is also included in the scope of the technical idea of the present invention.
  • a sensing position correction program for causing a computer to execute the sensing position correction method according to the first to fourth embodiments is also included in the scope of the technical idea.
  • An optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change that occurred from the intensity change of backscattered light and its arrival time and the position where it occurred, and the environmental change information obtained by sensing.
  • a sensor characterized by correcting the sensing position from the laying position information of the fiber cable.
  • Appendix 2 It is an optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change generated from the intensity change of backscattered light and its arrival time and the position where it occurs. The correction of the sensing position is performed on the bridge.
  • Appendix 3 It is an optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change generated from the intensity change of backscattered light and its arrival time and the position where it occurs.
  • the sensing position is corrected by a car or The sensor according to Appendix 1, wherein a moving body such as a train uses position information in which the vibration characteristics generated depending on the paving condition, the joint of a railroad or a road, and the like are used.
  • Appendix 4 An optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change generated from the intensity change of backward scattered light and its arrival time and the position where it occurs, and is used as position information obtained by sensing.
  • Appendix 5 An optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change that occurred from the intensity change of backscattered light and its arrival time and the position where it occurred.
  • the correction of the sensing position is an optical fiber.
  • Appendix 6 An optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change generated from the backscattered light intensity change and its arrival time and its generation position, and is a moving body that depends on the cable laying environment.
  • An optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change generated from the intensity change of backward scattered light and its arrival time and the position where it occurs, and has a function of transmitting and receiving an optical pulse. It consists of a unit and an analysis unit that analyzes the data acquired by the sensor unit.
  • the sensor unit includes a transmission unit that generates an optical pulse, a reception unit that receives backward scattered light, and a control unit that controls the transmission / reception unit.
  • the analysis unit is equipped with a vibration detection unit that detects vibration from changes in the received signal strength over time, a position correction processing unit that calculates the boundary position where the vibration characteristics change, and standardization that suppresses fluctuations in the output signal strength.
  • An optical fiber sensor including a processing unit.
  • Appendix 8 An optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change that occurred from the intensity change of backscattered light and its arrival time and the position where it occurred, and the vibration characteristics acquired by the sensor unit.
  • Appendix 9 An optical fiber sensor that incidents an optical pulse signal on an optical fiber cable and identifies the environmental change that occurred from the intensity change of backscattered light and its arrival time and the position where it occurred, and the vibration characteristics acquired by the sensor unit.
  • Optical fiber sensor 101 Optical fiber cable 102 Device main body 103 Optical circulator 104 Sensor unit 105 Analysis unit 106 Transmission unit 107 Reception unit 108 Control unit 109 Light emitting element 110 Optical modulator 111 Photodetector 112 Digital processing circuit 113 Vibration detection unit 114 Parallel Processing unit 115 Integration unit 116 Fluctuation amount calculation unit 117 Generation area estimation unit 118 Position correction processing unit 119 Boundary position estimation unit 120 Position correction unit 121 Actual position information unit 122 Standardization processing unit 501, 601 Optical fiber cable 502, 602 Device main unit 503, 603 Surveillance camera 504 Vibration sensor 701 Optical coupler 702 Optical coherent receiver

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Abstract

光ファイバケーブルの配設状態に依存して生じるファイバケーブル上のセンシング位置と実際のセンシング位置を補償することができる光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、非一時的な記憶媒体を提供する。一実施の形態によれば、光ファイバセンサ（１）は、光ファイバケーブル（１０１）と、光ファイバケーブル（１０１）に対して光パルス信号を入射させ、入射させた光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び後方散乱光の到達時間から、光ファイバケーブル（１０１）の近傍に発生した所定の環境変化及び環境変化の発生位置を特定する装置本体（１０２）と、を備え、装置本体（１０２）は、特定した発生位置を含む環境変化情報と、光ファイバケーブル（１０１）の敷設位置情報と、に基づいて、光ファイバケーブル（１０１）上のセンシング位置の補正を行うことを特徴とする。

Description

光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、非一時的なコンピュータ可読媒体
　本発明は、光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
　光ファイバセンサは、例えば、通信用光ファイバの保守やインフラ構造物の異常診断などの用途で幅広く実導入されている。
　通信用光ファイバの保守用途としては、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ；光時間領域後方散乱測定）方式が採用されている。ＯＴＤＲは、測定装置の送信端から光パルスを送信し、光ファイバ内で送信された光パルスとは逆方向で戻ってくる後方散乱光の強度変化を測定する方式である。後方散乱光の光強度は、光コネクタなどの光ファイバの接続点や断線箇所や異常損失箇所で変化する。その箇所は、光パルスを送信してから後方散乱光を測定するまでの伝搬時間から算出することによって特定することができる。
　また、インフラの異常診断用途としては、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ；ブリルアン光時間領域反射率計）方式が採用されている。ＢＯＴＤＲは、前述のＯＴＤＲと同様に送信端から光パルスを送信するが、測定する後方散乱光の種類が異なる。ＢＯＴＤＲでは、ブリルアン散乱光と呼ばれる後方散乱光を測定する。このブリルアン散乱光は光ファイバ上に歪などが加わると周波数シフトを起こす性質があるため、この周波数シフト量を測定することで、ファイバに歪が加わったか否かがわかる。
　上記のように、光ファイバセンサは、光ファイバの接続点の異常検出や、歪を測定する目的で幅広く適用されているが、近年になって、レーザスペクトルの狭線幅化や、コヒーレント（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ：波動が互いに干渉しあう性質）受信方式などの光ネットワーク用デバイスの革新によって、光ファイバセンサが検出できる環境情報が増えている。新しく光の位相の状態変化を検知することができることで、これまでの反射量や歪や温度だけでなく、振動、音などの要素にも広がっている。これにより、例えば高速道路や電車の線路などに沿ってデータ通信用途に配設されている光ファイバケーブルを使用して、車や電車が発生する走行振動を連続的に検知するなど、移動体の位置情報把握などへの適用領域の拡大が期待されている。
国際公開第２０１７／０７２５０５号 国際公開第２０１６／０２１６８９号 特開２００７－１７４５９７号公報 特開２００３－２４７８１４号公報 特開２００２－０４８６７５号公報 特開平１１－３２６１２４号公報
　以下の分析は、本願発明者により与えられる。高速道路沿いや線路沿いに既に配設してあるデータ通信用の光ファイバケーブルは、光ファイバケーブルの構造物への配設状態が多様であり、この配設状態に依存して、光ファイバケーブル上のセンシング位置と実際のセンシング位置に差異が生じる。配設状態の例として、光ファイバケーブルのたわみや余長部などがある。例えば、光ファイバケーブル上の１０ｋｍの位置をセンシングしても、実際は、たわみや余長部により、その距離よりも短い９ｋｍの場所のセンシングデータが得られる。この位置の差異は最大で１０％となり、距離が長くなればなるほど、そのセンシング位置の相違は大きくなる。
　本開示の目的は、上述した課題を鑑み、光ファイバケーブルの配設状態に依存して生じるファイバケーブル上のセンシング位置と実際のセンシング位置を補償することができる光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、非一時的な記憶媒体を提供することにある。
　一実施の形態に係る光ファイバセンサは、光ファイバケーブルと、前記光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射させ、入射させた前記光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び前記後方散乱光の到達時間から、前記光ファイバケーブルの近傍に発生した所定の環境変化及び前記環境変化の発生位置を特定する装置本体と、を備え、前記装置本体は、特定した前記発生位置を含む環境変化情報と、前記光ファイバケーブルの敷設位置情報と、に基づいて、前記光ファイバケーブル上のセンシング位置の補正を行うことを特徴とする。
　また、一実施の形態に係る監視システムは、上記に記載された光ファイバセンサと、監視カメラまたは点状の位置をセンシングするポイント振動センサと、を備える。
　また、一実施の形態に係るセンシング位置補正方法は、光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射させるステップと、入射させた光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び前記後方散乱光の到達時間から、前記光ファイバケーブルの近傍に発生した所定の環境変化及び前記環境変化の発生位置を特定するステップと、特定した前記発生位置を含む環境変化情報と、前記光ファイバケーブルの敷設位置情報と、に基づいて、前記光ファイバケーブル上のセンシング位置の補正を行うステップと、を備える。
　また、一実施の形態に係るセンシング位置補正プログラムは、光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射させ、入射させた光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び前記後方散乱光の到達時間から、前記光ファイバケーブルの近傍に発生した所定の環境変化及び前記環境変化の発生位置を特定させ、特定させた前記発生位置を含む環境変化情報と、前記光ファイバケーブルの敷設位置情報と、に基づいて、前記光ファイバケーブル上のセンシング位置の補正を行わせる、ことをコンピュータに実行させる。
　一実施の形態によれば、光ファイバケーブルの配設状態に依存して生じるファイバケーブル上のセンシング位置と実際のセンシング位置を補償することができる光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、非一時的な記憶媒体を提供する。
実施形態１に係る光ファイバセンサの構成を模式的に示したブロック図である。 実施形態１に係る光ファイバセンサにおける解析部の動作を模式的に示したシーケンスである。 実施形態１に係る光ファイバセンサにおける位置補正処理前のデジタルデータを模式的に示した図である。 実施形態１に係る光ファイバセンサにおける位置補正処理後のデジタルデータを模式的に示した図である。 実施形態１に係る光ファイバセンサの適用例を示したイメージ図である。 実施形態３に係る光ファイバセンサの適用例を示したイメージ図である。 実施形態４に係る光ファイバセンサの構成を模式的に示したブロック図である。
　以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。また、下記の実施形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。さらに、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。
　（実施形態１）
　実施形態１に係る光ファイバセンサについて図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係る光ファイバセンサの構成を模式的に示したブロック図である。
　図１に示すように、光ファイバセンサ１は、センシングの媒体となる光ファイバケーブル１０１を用いて反射量、歪、温度、振動、音などの環境変化を検出するセンサ装置である。光ファイバセンサ１は、光ファイバケーブル１０１と、装置本体１０２と、を備える。
　光ファイバケーブル１０１は、そのケーブルの中に光パルス信号を伝搬させることが可能な線状のケーブルであり、一般的にデータ通信用で普及している光ファイバケーブル１０１でも良い。光ファイバケーブル１０１の片端は、装置本体１０２の光サーキュレータ１０３に接続されており、もう片端は光信号の反射を抑制するための無反射終端処理が施されている。
　光ファイバケーブル１０１は、反射量、歪、温度、振動、音などの所定の環境変化を検出したいもの（検出体）に接続したり、配設したりすることができる。例えば、光ファイバケーブル１０１は、接続点の異常な損失を検出したい通信用光ファイバケーブル１０１に接続してもよいし、異常を検出したい設備等の外側に接して配設することができる。実施形態１に係る用途では、高速道路に沿って配設された通信用途の光ファイバケーブル１０１により、高速道路上を走る車の振動を検知する。
　装置本体１０２は、光ファイバセンサ１の本体である。装置本体１０２は、光パルス信号を送受信することにより、移動体の動きを連続的にセンシングするセンサ部１０４と、センサ部１０４で取得したデータを解析する解析部１０５から構成される。センサ部１０４は、光パルス信号を生成する送信部１０６と、光パルス信号を受信する受信部１０７と、送受信部を制御する制御部１０８とを備える。送信部１０６には発光素子１０９とその駆動回路、及び光変調器１１０を備える。発光素子１０９には、コヒーレンス性の高い狭い線幅を有するレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）を使用する。駆動回路は、発光素子１０９を駆動する回路であり、制御部１０８からの制御により、発光素子１０９から一定の周期（パルス幅）の光パルスを発振するように、発光素子１０９を駆動させる。光変調器１１０は、発光素子１０９から出力された光パルスを変調するデバイスである。発光素子１０９、駆動回路及び光変調器１１０は、制御部１０８からの制御により、光の波長、周波数、強度、位相等を変化させることができる。光変調器１１０で変調された光パルスは、光サーキュレータ１０３を介して光ファイバケーブル１０１に出力される。
　光サーキュレータ１０３は、光変調器１１０から出力された光パルスを光ファイバケーブル１０１に向けて入射し、かつ、光ファイバケーブル１０１から戻ってきた光パルスの後方散乱光を、受信部１０７の光検出器１１１に向けて出力する部品である。
　受信部１０７は、後方散乱光を受信する機能部である。受信部１０７は、光検出器１１１と、デジタル処理回路１１２と、を有する。光検出器１１１は、受信した後方散乱光をアナログデータに変換するデバイスである。光検出器１１１には、例えば、フォトディテクタ（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いることができる。光検出器１１１から出力されたアナログデータ（後方散乱光に係るアナログデータ）は、デジタル処理回路１１２に向けて出力される。デジタル処理回路１１２は、光検出器１１１から出力されたアナログデータ（後方散乱光に係るアナログデータ）をデジタルデータ（後方散乱光に係るデジタルデータ）に変換する機能部である。このデジタル処理回路１１２には、例えば、半導体集積回路装置を用いることができる。デジタル処理回路１１２で変換されたデジタルデータは、解析部１０５に向けて出力される。
　制御部１０８は、パルス信号を生成する送信部１０６と、パルス信号を受信する受信部１０７とを制御する機能部である。制御部１０８は、発光素子１０９からの光信号を、光変調器１１０を制御することにより、発光素子１０９から一定の周期（パルス幅）で光パルスを発振するように制御する。また、制御部１０８は、送信部１０６を受信部１０７と同期させるように制御する。制御部１０８は、サンプリング時間をパルス幅よりも短くなるように制御する。制御部１０８は、送信部１０６から出力される光パルスの送出タイミングと、受信部１０７で検出される後方散乱光の検出タイミングと、を同期させる。
　解析部１０５は、センサ部１０４で取得したデータを解析する機能部である。この解析部１０５には、受信信号の状態変化から振動を判定する振動検出部１１３と、振動特性が変化する境界位置を推定する位置補正処理部１１８と、位置に依存する出力信号強度の変動を抑制する規格化処理部１２２とを有する。
　振動検出部１１３は、並列処理部１１４と、積算部１１５と、変動量算出部１１６と、発生領域推定部１１７とからなる。並列処理部１１４は、デジタル処理回路１１２から出力された光パルスの後方散乱光に係るデジタルデータを特定の周波数でサンプリングし、サンプリング時間毎に並列処理する機能部である。並列処理の周期は、光ファイバケーブル１０１の最長測定点での光パルスの往復時間に対応する。つまり、送信部１０６から光パルスが送出されて光ファイバケーブル１０１上の最長の測定点に到達し、当該測定点から後方散乱光が受信部１０７に戻ってくるまでの時間が並列処理の最小周期となる。よって、光ファイバケーブル１０１上の同じ場所から戻ってくる後方散乱光のデータは常に同じ処理面となる。並列処理部１１４で並列処理されたサンプリング時間毎のデジタルデータ（後方散乱光に係るデジタルデータ）は、積算部１１５に向けて出力される。
　積算部１１５は、サンプリング時間毎に、予め設定された時間内で、並列処理部１１４で並列処理された後方散乱光に係るデジタルデータを積算した積算データを算出する機能部である。積算部１１５で積算された特定のサンプリング時間毎の積算データ（後方散乱光に係る積算データ）は、変動量算出部１１６に向けて出力される。
　変動量算出部１１６は、サンプリング時間毎に、積算部１１５で積算された積算データの変動量（後方散乱光に係る変動量）を算出する機能部である。この変動量が振動の大きさとなる。
　発生領域推定部１１７は、環境変化の発生領域を推定する機能部である。発生領域推定部１１７は、環境変化の測定を開始したサンプリング時間と、環境変化の測定を終了したサンプリング時間に基づいて、光ファイバケーブル１０１の長手方上での環境変化の発生領域を推定する。変動量算出部１１６で算出されたサンプリング時間毎の変動量は、発生領域推定部１１７の情報と合わせて、位置毎の振動値として位置補正処理部１１８に向けて出力される。
　このように、振動検出部１１３は、後方散乱光の強度変化の経時変化から、光ファイバケーブル１０１の振動を検出するとともに、振動の変動量から環境変化の発生位置を検出する。よって、装置本体１０２としては、光ファイバケーブル１０１に対して光パルス信号を入射させ、入射させた光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び後方散乱光の到達時間から、光ファイバケーブル１０１の近傍に発生した所定の環境変化及び環境変化の発生位置を特定する。
　位置補正処理部１１８は、境界位置推定部１１９と、位置補正部１２０と、実位置情報部１２１とからなる。境界位置推定部１１９は、振動特性の変化する境界位置を推定する機能部である。振動検出部１１３からの光ファイバケーブル１０１に沿った位置毎の振動量情報は、当該光ファイバケーブル１０１が配設されている場所毎に異なる振動特性の特徴を有する。例えば、橋梁部に敷設されている光ファイバケーブル１０１からは、橋梁全体が車の走行振動や風などにより振動するため、車の走行振動と橋梁の振動との振動強度の差が小さくなる。つまり、橋梁全体の振動を雑音とみなした場合、橋梁部では信号対雑音比が低下する。境界位置推定部１１９は、当該振動特性が変化する境界位置を推定する機能部である。推定基準の例としては、バックグラウンドノイズに相当する橋梁部の振動強度に対する車の走行振動強度（Ｓ／Ｎ比）を基準として、当該Ｓ／Ｎ比が変化した位置を境界位置として推定する。
　実位置情報部１２１は、あらかじめ橋梁部やトンネル部の場所情報（キロポスト）を有している。位置補正部１２０は、場所情報と境界位置推定部１１９で推定した境界位置を比較し位置補正量を推定する機能部である。前述の橋梁部であれば、境界位置推定部１１９で算出されたＳ／Ｎ比が低い領域の距離情報と、実位置情報部１２１で有する橋梁部の場所情報を比較し補正量の推定を行う。
　例えば、光ファイバセンサ１により得られたセンシング情報は、１０ｋｍから２０ｋｍまでの１０ｋｍの区間でＳ／Ｎ比が劣化する領域が検出されたとする。しかし、位置補正部１２０にある橋梁部の実際の位置情報は、１０．５ｋｍから１９．５ｋｍの９ｋｍの区間であるとする。この場合、センサで得られたＳ／Ｎ比の劣化した区間情報を１０ｋｍから１０．５ｋｍへ、２０ｋｍから１９．５ｋｍへと補正し、センサで得られた１０ｋｍ区間分の位置情報を９／１０と９ｋｍ分の情報として出力する。この補正後の新しい位置情報と振動強度情報は、規格化処理部１２２に向けて出力される。
　このように、位置補正処理部１１８は、光ファイバケーブル１０１の敷設位置情報を有し、振動検出部１１３が検出した環境変化の発生位置を含む環境変化情報と、光ファイバケーブル１０１の敷設位置情報と、に基づいて、光ファイバケーブル１０１上のセンシング位置の補正を行う。
　規格化処理部１２２は、サンプリング時間毎に、予め設定された時間内で、変動量の最大値により除算し規格化を行う機能部である。規格化したデータは出力部１２３に向けて出力される。
　出力部１２３は、情報を出力する機能部であり、情報を出力（表示、音声出力、印刷、信号出力など）する。
　次に、実施形態１に係る光ファイバセンサ１の検出原理について説明する。光ファイバケーブル１０１に対して光パルス信号を入射させる。光ファイバケーブル１０１は、光信号を伝搬させたときに、光ファイバケーブル１０１の長手方向の全ての場所から、微弱な後方散乱光が、光信号の進行方向とは逆向きに伝搬してくる。後方散乱光には様々な種類があるが、実施形態１では後方散乱光としてレイリー散乱光を測定する。レイリー散乱光は、送信された光信号と同じ周波数成分の散乱光となる。光ファイバケーブル１０１上で、振動、音などの環境変化が生じて、当該環境変化が光ファイバケーブル１０１に伝わった場合、当該環境変化の変化が生じた場所から戻ってくる後方散乱光の状態が変化する。具体的には、後方散乱光の強度及び位相が変化する。当該強度及び位相の変化を捉えて、環境変化が生じたことを検知することができる。また、当該強度及び位相の変化が発生した場所の特定については、光信号を有限な時間幅を有する光パルス信号とすることで、送信部１０６から光パルスを送信した時間（周期、パルス幅でも可）と、強度及び位相の変化が生じた後方散乱光を測定した時間（測定開始から終了までの時間）と、に基づいて、光ファイバケーブルのどの位置で環境変化が生じたのかを算出することができる。
　次に、実施形態１に係る光ファイバセンサ１における解析部１０５の動作について図面を用いて説明する。図２は、実施形態１に係る光ファイバセンサ１における解析部１０５の動作を模式的に示したシーケンスである。なお、光ファイバセンサ１の構成部については図１を参照されたい。
　光ファイバケーブル１０１からの後方散乱光が光サーキュレータ１０３を経由して受信部１０７で受信されると、受信部１０７内の光検出器１１１は、後方散乱光をアナログデータに変換し、変換されたアナログデータ（後方散乱光に係るアナログデータ）をデジタル処理回路１１２に向けて出力する。
　そして、デジタル処理回路１１２では、アナログデータ（後方散乱光に係るアナログデータ）は特定の周波数でサンプリングし、サンプリング時間（ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・・・、ｔｎ－１、ｔｎ）毎のデジタルデータ（後方散乱光に係るデジタルデータ）を生成する。そして、デジタルデータ（後方散乱光に係るデジタルデータ）に変換した後、変換されたデジタルデータを解析部１０５内に有する振動検出部１１３の並列処理部１１４に向けて出力する。変換されたデジタルデータが並列処理部１１４に入力されると、サンプリング時間（ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・・・、ｔｎ－１、ｔｎ）毎のデジタルデータ（後方散乱光に係るデジタルデータ）を並列処理し、並列処理されたサンプリング時間毎のデジタルデータを積算部１１５に向けて出力する（ステップ２０１）。
　ここで、並列処理の周期は、光ファイバケーブル１０１の最長測定点での光パルスの往復時間に対応する。つまり、送信部１０６から光パルスが送出されて光ファイバケーブル１０１上の最長の測定点（サンプリング時間：ｔｎの時の距離)に到達し、そこから光パルスの後方散乱光が受信部１０７に戻ってくるまでの時間が並列処理の周期となる。よって、同じ場所から戻ってくる光パルスの後方散乱光のデータは常に同じ処理面となる。
　並列処理されたサンプリング時間毎のデジタルデータが積算部１１５に入力されると、サンプリング時間毎に、予め設定された時間内で、デジタルデータ（後方散乱光に係るデジタルデータ）を積算し、積算されたサンプリング時間毎の積算データ（後方散乱光に係る積算データ）を変動量算出部１１６に向けて出力する（ステップ２０２）。
　積算されたサンプリング時間毎の積算データが変動量算出部１１６に入力されると、データ処理装置の変動量算出部１１６は、サンプリング時間毎に、積算データ（後方散乱光に係る積算データ）から、予め設定された時間内の変動量を算出し、算出されたサンプリング時間毎の変動量（後方散乱光に係る変動量）を発生領域推定部１１７に向けて出力する（ステップ２０３）。
　サンプリング時間と発生場所の紐付けは発生領域推定部１１７で実施する。発生領域推定部１１７は、環境変化の測定を開始したサンプリング時間と、環境変化の測定を終了したサンプリング時間から光ファイバケーブル１０１の長手方向上での環境変化の発生領域を推定し、推定された環境変化の発生領域に係る情報を位置補正処理部１１８に向けて出力する。環境変化の測定開始及び測定終了のそれぞれのサンプリング時間と光ファイバケーブルの長手方向の距離は換算可能であるため、環境変化の発生領域を特定することができる。このようにして、入射させた光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び後方散乱光の到達時間から、光ファイバケーブル１０１の近傍に発生した所定の環境変化及び環境変化の発生位置を特定する。
　算出された光ファイバの長手方向の距離に対する変動量（後方散乱光に係る変動量）の情報が、位置補正処理部１１８に入力されると、その距離毎に予め設定された時間内で信号対雑音比が算出される。その信号対雑音比とは、バックグラウンドレベルの変動量に対する車の走行振動の変動量の比である。この比が予め設定した設定値を超えた場合に境界位置として推定する。そしてその境界位置情報は、位置補正部１２０に入力され、そこで、実際の位置情報を照合し補正量を推定され、補正処理が実施される（ステップ２０４）。すなわち、特定した発生位置を含む環境変化情報と、光ファイバケーブル１０１の敷設位置情報と、に基づいて、光ファイバケーブル１０１上のセンシング位置の補正を行う。
　位置補正処理部１１８の処理を図３と図４のデジタルデータの例を用いて説明する。
　図３は、実施形態１に係る光ファイバセンサにおける位置補正処理前のデジタルデータを模式的に示した図である。図４は、実施形態１に係る光ファイバセンサにおける位置補正処理後のデジタルデータを模式的に示した図である。図３及び図４ともに、移動体が光ファイバケーブル１０１に沿って移動した時に発生する振動を検知した結果を模擬している。後方散乱光の変動量の大きさを表すデジタルデータは、横軸にサンプリング周期、縦軸に単位時間で表される。横軸のサンプリング周期は、パルスが進む速度が自明なため距離と同義である。後方散乱光の変動量の値が大きいほど振動の強度が大きいことを意味している。
　つまり、図３では、３ｋｍから７ｋｍまでの距離の区間で、光ファイバケーブル１０１上の場所でバックグラウンドノイズとして振動が観測されている。一方で、構造物の位置情報からは、４ｋｍ地点から６ｋｍ地点までの区間が橋梁部であるとする。この場合、位置補正として、センシングで得られた３ｋｍの位置を４ｋｍとし、７ｋｍの位置を６ｋｍとして位置補正を行う。つまり、位置補正処理後のデジタルデータでは、バックグラウンドノイズが観測される区間は４ｋｍから６ｋｍまでの区間となる。そして、距離分解能は位置補正処理前後の距離差分で按分される。この位置補正処理により、光ファイバケーブル１０１上のセンシング位置と実際のセンシング位置との差異を低減することができる。振動特性が変化するすべての構造物で実施することで、補正個所が多くなるため、その効果は大きくなる。
　補正された光ファイバケーブル１０１における長手方向の距離に対する変動量（後方散乱光に係る変動量）の情報が規格化処理部１２２に入力されると、サンプリング時間毎に、一定の時間範囲で変動量の最大値を算出する。そして、算出した最大値をもって、変動量の値を除算することで規格化を実施する（ステップ２０５）。
　上述したように、光ファイバセンサ１は、環境変化の発生位置を含む環境変化情報と、光ファイバケーブル１０１の敷設位置情報と、に基づいて、光ファイバケーブル１０１上のセンシング位置の補正を行う。
　センシング位置の補正は、橋梁部やトンネル等の道路上または線路上に設けられた構造物に起因した後方散乱光の強度変化から導かれる振動特性の変化位置を環境変化情報として用いる。また、センシング位置の補正は、橋梁部やトンネル等の道路上または線路上に設けられた構造物の位置を光ファイバケーブル１０１の敷設位置情報として用いる。そして、環境変化情報と、敷設位置情報とを比較することにより、光ファイバケーブル１０１上のセンシング位置と、実際のセンシング位置とを補償することができる。
　なお、敷設位置情報としては、橋梁部やトンネル等の道路上または線路上に設けられた構造物に限らない。例えば、センシング位置の補正は、車や電車等の移動体が走行する道路の舗装状態、道路の継ぎ目、及び、線路の継ぎ目のうちの少なくともいずれかに起因した後方散乱光の強度変化から導かれる振動特性の変化位置を環境変化情報として用いてもよい。そして、道路の舗装状態、道路の継ぎ目、及び、線路の継ぎ目を敷設位置情報として用いてもよい。
　これらの振動特性の変化は、移動体が発する走行振動について、雑音強度に対する信号強度の所定の値を閾値として判定される。すなわち、（走行振動の信号強度）対（走行振動の雑音強度）比が閾値を超えた場合に、振動特性が変化したと判定する。振動特性の変化は、道路上または線路上を走行する移動体が発する走行振動の信号強度における所定の値を閾値として判定されてもよいし、移動体が発する走行振動の雑音強度における所定の値を閾値として判定されてもよい。
　次に、実施形態１に係る光ファイバセンサの光ファイバケーブルの適用例を、図面を用いて説明する。図５は、実施形態１に係る光ファイバセンサの適用例を示したイメージ図である。
　光ファイバケーブル５０１は、例えば、高速道路に沿って配設されている光ファイバケーブル５０１である。これは、センシング目的で新しく配設しても、既設の情報通信用の光ファイバケーブル５０１を使用してもよい。
　光ファイバケーブル５０１及び装置本体５０２を含む光ファイバセンサ１と、監視カメラ５０３や点状の位置をポイントでセンシングするポイント振動センサ５０４と、を含む監視システムとして、組み合わせて用いることで、車の走行により生じる振動や音などの環境変化を検知することが可能となる。特に、高速道路は長距離であるため、監視カメラ５０３や振動センサ５０４によって高速道路のすべての場所を連続的に常時監視するのは難しい。そのため、光ファイバセンサ１は、このような監視システムを補完する用途で用いることができる。つまり、高速道路上の車の移動に対して振動や音を検知する光ファイバセンサ１の情報と、監視カメラ５０３やポイント型のポイント振動センサ５０４など既存の高速道路の監視システムの情報を組み合わせることで、高速道路上の連続的な車の移動のモニタリングが可能となる。これにより渋滞発生検知や逆走検知などトラフィックモニタとして使用できる。
　また、取得データは、移動体のモニタリングだけでなく、様々な用途へ用いる。例えば、橋脚部の振動データは、その振動の状態の変化により、劣化状態を把握するのに使用することもできる。
　実施形態１によれば、位置補正処理に使用する振動特性の変化は、道路沿いの橋梁部だけでなく、トンネル部や路面接続部や路面舗装によって引き起こされるものでもよい。
　また、実施形態１によれば、センシング位置の補正は、光ファイバケーブル１０１、５０１の余長収容部などケーブル敷設環境に依存する移動体の走行振動軌跡の変化点を利用するもので、時間に対する走行距離の傾きを閾値として判定されるものでもよい。すなわち、センシング位置の補正は、光ファイバケーブル１０１の余長収容部を含む光ファイバケーブル１０１の敷設状態に起因した後方散乱光の強度変化から導かれる振動特性の変化位置を環境変化情報として用いてもよい。振動特性の変化位置は、移動体が発する走行振動における軌跡の変化点を含む。そして、変化点は、時間に対する走行距離の所定の傾きの値を閾値として判定される。
　また、実施形態１によれば、位置補正処理は、毎日実施するものではなく、光ファイバケーブル１０１、５０１を配設した直後や、メンテナンスなど定期的に実施してもよい。また、天候の条件が異なるときは、その天候条件に応じて規格化処理を実施することが望ましい。
　（実施形態２）
　実施形態２に係る光ファイバセンサの適用例を示す。実施形態２における光ファイバセンサは、電車の線路に沿って設置している光ファイバケーブルを使用する。これは、センシング目的で新しく配設しても、既存のデータ通信用の光ファイバケーブルを使用してもよい。光ファイバケーブル及び装置本体を含む光ファイバセンサは、監視カメラや軌道回路や無線式の列車位置センサを含む列車運行監視システムと組み合わせて用いる。光ファイバセンサは列車の走行により生じる振動、音などの環境変化を検知することが可能である。線路は距離が長く、山岳部のトンネルなど場所によっては無線が届かないところのあるため、監視カメラや無線式センサによってすべての距離を常時監視するのは難しい。光ファイバセンサは、この監視システムを補完する用途で用いることができる。つまり、列車の移動に対して、振動や音を検知した光ファイバセンサの情報と、列車運行監視システムの情報を組み合わせることで、より精度の高い連続的な列車の移動のモニタリングが可能となる。また、本提案の方式により、線路沿いにある橋梁部やトンネル部で生じる振動特性の変化から、位置補正を行うことでこの列車の位置情報を正確に提供可能である。取得データは列車のモニタリングだけでなく、様々な用途へ用いる。例えば、陸橋部の振動データは、その振動の状態の変化により、劣化状態を把握するのに使用される。
　実施形態２によれば、位置補正処理に使用する振動特性の変化は、線路沿いの橋梁部やトンネル部や線路接続部によって引き起こされるものでもよい。
　また、実施形態２によれば、センシング位置の補正は、光ファイバケーブルの余長収容部などケーブル敷設環境に依存する移動体の走行振動軌跡の変化点を利用するもので、時間に対する走行距離の傾きを閾値として判定されるものでもよい。
　また、実施形態２によれば、位置補正処理は、毎日実施するものではなく、光ファイバケーブルを配設した直後や、メンテナンスなど定期的に実施してもよい。また、天候の条件が異なるときは、その天候条件に応じて規格化処理を実施することが望ましい。
　（実施形態３）
　実施形態３に係る光ファイバセンサの適用例を、図面を用いて説明する。図６は、実施形態３に係る光ファイバセンサの適用例を示したイメージ図である。
　光ファイバケーブル６０１は、国境に沿って設置された光ファイバケーブル６０１である。これは、センシング目的で新しく配設しても、既存のデータ通信用の光ファイバケーブル６０１があれば、それを使用してもよい。
　光ファイバケーブル６０１及び装置本体６０２を含む光ファイバセンサ３は、国境フェンスに取り付けられる、もしくは、国境沿いの地中に埋設されて用いられる。
　光ファイバセンサ３は、侵入者の侵入により生じる振動、音などの環境変化を検知することが可能である。国境は距離が長く、監視カメラ６０３によってすべての距離を常時監視するのは難しい。光ファイバセンサ３は、このような監視システムを補完する用途で用いることができる。本提案の方式により、この国境で発生する侵入事象の正確な位置情報を提供可能である。その他の構成については、実施形態１および実施形態２と同様である。
　（実施形態４）
　実施形態４に係る光ファイバセンサについて図面を用いて説明する。図７は、実施形態４に係る光ファイバセンサの構成を模式的に示したブロック図である。
　実施形態４は、実施形態１の変形例であり、発光素子１０９と光変調器１１０との間の光路に光カプラ７０１を設け、光検出器１１１の代わりに光コヒーレント受信器７０２を用い、光カプラ７０１と光コヒーレント受信器７０２との間を光路で接続したものである。
　光カプラ７０１は、発光素子１０９から出力された光パルスを２つに分岐する部品である。光カプラ７０１で分岐された光パルスの一方は光変調器１１０に向けて出力され、他方は受信部１０７の光コヒーレント受信器７０２に向けて出力される。
　光コヒーレント受信器７０２は、デジタルコヒーレント検波方式により反射散乱光を測定するデバイスである。デジタルコヒーレント検波方式とは、デジタル領域で位相や偏波の変動に適応的に処理を行うことで、高感度及び低ノイズで反射散乱光を測定する受信方式である。光コヒーレント受信器７０２には、光カプラ７０１からの光パルスと、光サーキュレータ１０３からの後方散乱光と、の２つの光が入力される。後方散乱光は、光パルスが光変調器１１０で変調されることによって周波数シフトを生じている。このため、光コヒーレント受信器７０２には、周波数の異なる光が同時に入力される。光コヒーレント受信器７０２では、これらの２つの周波数の異なる光信号（光パルス、後方散乱光）の干渉により生じるビート周波数を測定する。光コヒーレント受信器７０２で測定されたビート周波数は、後方散乱光に係るアナログデータとして、デジタル処理回路１１２に向けて出力される。光コヒーレント受信器７０２で受信される後方散乱光の受信タイミングは、制御部１０８の制御によって、発光素子１０９から出力される光パルスの送出タイミングと同期される。その他の構成及び動作については、実施形態１と同様である。
　実施形態４によれば、実施形態１と同様に、光ファイバケーブルで環境変化が発生した場所を特定することに貢献することができる。また、デジタルコヒーレント検受信方式で反射散乱光を測定することにより、高感度及び低ノイズで反射散乱光を測定することができ、後方散乱光の強度及び位相の変化によって詳細に環境変化の状況が把握できる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
　例えば、実施形態１～４の各構成を組み合わせたものも、本発明の技術的思想の範囲に含まれる。また、実施形態１～４に係るセンシング位置補正方法をコンピュータに実行させるセンシング位置補正プログラムも技術的思想の範囲に含まれる。上記実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
　（付記１）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、センシングで得た環境変化情報とファイバケーブルの敷設位置情報からセンシング位置の補正を行うことを特徴とするセンサ。
　（付記２）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、センシング位置の補正は、橋梁部やトンネルなど道路上や線路上にある建造物に起因して振動特性が変化する位置情報を利用することを特徴とする付記１に記載のセンサ。
　（付記３）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、センシング位置の補正は、車や電車などの移動体が舗装状態や線路または道路の継ぎ目などに依存して生じる振動特性が変化する位置情報を利用することを特徴とする付記１に記載のセンサ。
　（付記４）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、センシングで得られる位置情報としての振動特性の変化は、移動体が発する走行振動の信号強度、または雑音強度、または信号対雑音比を閾値とし判定されることを特徴とする付記２または付記３に記載のセンサ。
　（付記５）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、センシング位置の補正は、光ファイバケーブルの余長収容部などケーブル敷設環境に依存する移動体の走行振動軌跡の変化点の位置情報を利用することを特徴とする付記１に記載のセンサ。
　（付記６）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、ケーブル敷設環境に依存する移動体の走行振動軌跡の変化は、時間に対する走行距離の傾きを閾値として判定されることを特徴とする付記５に記載のセンサ。
　（付記７）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、光パルスの送受信機能を有するセンサ部と、そのセンサ部で取得したデータを解析する解析部からなり、センサ部には、光パルスを生成する送信部と、後方散乱光を受信する受信部と、送受信部を制御する制御部とを備え、解析部には、受信信号強度の経時変化から振動を検出する振動検出部と、振動特性が変化する境界位置を算出する位置補正処理部と、出力信号強度の変動を抑制する規格化処理部と、を備える光ファイバセンサ。
　（付記８）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、センサ部で取得した振動特性の変化として、信号強度、または雑音強度、または信号対雑音比を基準として判定することを特徴とする付記７に記載のセンサ。
　（付記９）
　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射し、後方散乱光の強度変化とその到達時間から発生した環境変化とその発生位置を特定する光ファイバセンサであって、センサ部で取得した振動特性の変化として、時間と距離に対する移動体の走行振動軌跡の傾きを基準として判定することを特徴とする付記７に記載のセンサ。
１　光ファイバセンサ
１０１　光ファイバケーブル
１０２　装置本体
１０３　光サーキュレータ
１０４　センサ部
１０５　解析部
１０６　送信部
１０７　受信部
１０８　制御部
１０９　発光素子
１１０　光変調器
１１１　光検出器
１１２　デジタル処理回路
１１３　振動検出部
１１４　並列処理部
１１５　積算部
１１６　変動量算出部
１１７　発生領域推定部
１１８　位置補正処理部
１１９　境界位置推定部
１２０　位置補正部
１２１　実位置情報部
１２２　規格化処理部
５０１、６０１　光ファイバケーブル
５０２、６０２　装置本体
５０３、６０３　監視カメラ
５０４　振動センサ
７０１　光カプラ
７０２　光コヒーレント受信器

Claims (10)

  1. 　光ファイバケーブルと、
    　前記光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射させ、入射させた前記光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び前記後方散乱光の到達時間から、前記光ファイバケーブルの近傍に発生した所定の環境変化及び前記環境変化の発生位置を特定する装置本体と、
    　を備え、
    　前記装置本体は、特定した前記発生位置を含む環境変化情報と、前記光ファイバケーブルの敷設位置情報と、に基づいて、前記光ファイバケーブル上のセンシング位置の補正を行うことを特徴とする光ファイバセンサ。
  2. 　前記センシング位置の補正は、道路上または線路上に設けられた構造物に起因した前記強度変化から導かれる振動特性の変化位置を前記環境変化情報として用い、前記構造物の位置を前記敷設位置情報として用いる、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。
  3. 　前記センシング位置の補正は、移動体が走行する道路の舗装状態、前記道路の継ぎ目、及び、線路の継ぎ目のうちの少なくともいずれかに起因した前記強度変化から導かれる振動特性の変化位置を前記環境変化情報として用い、前記舗装状態または前記継ぎ目を前記敷設位置情報として用いる、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。
  4. 　前記振動特性の変化は、前記道路上または前記線路上を走行する移動体が発する走行振動の信号強度、前記移動体が発する走行振動の雑音強度、及び、前記信号強度対前記雑音強度比のうちの少なくともいずれかの所定の値を閾値として判定される、
    　ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光ファイバセンサ。
  5. 　前記センシング位置の補正は、前記光ファイバケーブルの余長収容部を含む前記光ファイバケーブルの敷設状態に起因した前記強度変化から導かれる振動特性の変化位置を前記環境変化情報として用い、前記振動特性の変化位置は、移動体が発する走行振動における軌跡の変化点を含む、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバセンサ。
  6. 　前記変化点は、時間に対する走行距離の所定の傾きの値を閾値として判定される、
    　ことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバセンサ。
  7. 　光ファイバケーブルと、
    　前記光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射させ、入射させた前記光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び前記後方散乱光の到達時間から、前記光ファイバケーブルの近傍に発生した所定の環境変化及び前記環境変化の発生位置を特定する装置本体と、
    　を備え、
    　前記装置本体は、前記光パルス信号を送受信するセンサ部と、前記センサ部で取得したデータを解析する解析部を有し、
    　前記センサ部は、
    　前記光パルス信号を生成する送信部と、
    　前記後方散乱光を受信する受信部と、
    　前記送信部及び前記受信部を制御する制御部と、
    　を含み、
    　前記解析部は、
    　前記強度変化の経時変化から、前記光ファイバケーブルの振動を検出するとともに、前記振動の変動量から前記発生位置を検出する振動検出部と、
    　前記光ファイバケーブルの敷設位置情報を有し、前記振動検出部が検出した前記発生位置を含む環境変化情報と、前記敷設位置情報と、に基づいて、前記光ファイバケーブル上のセンシング位置の補正を行う位置補正処理部と、
    　を含む、
    　ことを特徴とした光ファイバセンサ。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の光ファイバセンサと、
    　監視カメラまたは点状の位置をセンシングするポイント振動センサと、
    　を備えた監視システム。
  9. 　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射させるステップと、
    　入射させた光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び前記後方散乱光の到達時間から、前記光ファイバケーブルの近傍に発生した所定の環境変化及び前記環境変化の発生位置を特定するステップと、
    　特定した前記発生位置を含む環境変化情報と、前記光ファイバケーブルの敷設位置情報と、に基づいて、前記光ファイバケーブル上のセンシング位置の補正を行うステップと、
    　を備えたセンシング位置補正方法。
  10. 　光ファイバケーブルに対して光パルス信号を入射させ、
    　入射させた光パルス信号の後方散乱光の強度変化及び前記後方散乱光の到達時間から、前記光ファイバケーブルの近傍に発生した所定の環境変化及び前記環境変化の発生位置を特定させ、
    　特定させた前記発生位置を含む環境変化情報と、前記光ファイバケーブルの敷設位置情報と、に基づいて、前記光ファイバケーブル上のセンシング位置の補正を行わせる、
    　ことをコンピュータに実行させるセンシング位置補正プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
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