WO2021010407A1 - 光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング機器、及び配管劣化検知方法 - Google Patents

光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング機器、及び配管劣化検知方法 Download PDF

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optical fiber
vibration
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determination unit
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幸英 依田
直人 小倉
義明 青野
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日本電気株式会社
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    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical fiber sensing system, an optical fiber sensing device, and a piping deterioration detection method.
  • Patent Document 1 describes a plurality of locations on the surface of an external pipe in a high-temperature gas pipe composed of an internal pipe through which a high-temperature fluid flows, a heat insulating material layer covering the internal pipe, and an external pipe covering the heat insulating material layer.
  • a technique for detecting an abnormal situation caused by damage to a heat insulating material is disclosed from the measured temperature distribution data on the surface of an external pipe.
  • the technique disclosed in Patent Document 1 detects an abnormal situation by using the temperature distribution on the surface of the external pipe covering the heat insulating material, so that the substance flowing through the pipe is hot and the pipe is insulated. This can only be done when materials are used. In other words, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that it cannot be used when the substance flowing through the pipe is not at a high temperature or when the pipe does not use a heat insulating material.
  • an object of the present disclosure is an optical fiber sensing system, an optical fiber sensing device, and a pipe deterioration capable of solving the above-mentioned problems and detecting the state of the pipe without depending on the substance flowing through the pipe or the structure of the pipe.
  • the purpose is to provide a detection method.
  • the optical fiber sensing system is Optical fiber laid in the piping and A receiving unit that receives an optical signal on which vibrations detected by the optical fiber are superimposed from the optical fiber. A determination unit that extracts a vibration pattern of vibration detected by the optical fiber from the optical signal and determines a deterioration state of the pipe based on the extracted vibration pattern. To be equipped.
  • the optical fiber sensing device is A receiving unit that receives an optical signal on which vibrations detected by the optical fiber are superimposed from an optical fiber laid in a pipe.
  • a determination unit that extracts a vibration pattern of vibration detected by the optical fiber from the optical signal and determines a deterioration state of the pipe based on the extracted vibration pattern. To be equipped.
  • the piping deterioration detection method is Steps where the optical fiber laid in the piping detects vibration, A reception step of receiving an optical signal on which vibrations detected by the optical fiber are superimposed from the optical fiber, and A determination step of extracting a vibration pattern of vibration detected by the optical fiber from the optical signal and determining a deterioration state of the pipe based on the extracted vibration pattern. including.
  • an optical fiber sensing system an optical fiber sensing device, and a pipe deterioration detection method that can detect the state of the pipe without depending on the substance flowing through the pipe or the structure of the pipe. ..
  • FIG. 1 It is a figure which shows the configuration example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the other configuration example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the other configuration example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the other configuration example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flow chart which shows the example of the machine learning executed by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the teacher data used for the machine learning executed by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the situation which elastic wave is generated by the corrosion of a pipe. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the vibration pattern extracted by the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flow chart which shows the operation example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the correspondence table which is stored by the determination part which concerns on Embodiment 2.
  • It is a flow chart which shows the operation example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the correspondence table which is stored by the determination part which concerns on Embodiment 3. It is a figure which shows the example of the method of specifying the length of the optical fiber from the receiving part to the position where the vibration occurred in the determination part which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a flow chart which shows the operation example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 3. It is a flow chart which shows the other operation example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 3. It is a figure which shows the modification of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 3. It is a figure which shows the configuration example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the example of the GUI screen which the notification unit which concerns on Embodiment 4 uses for notification. It is a flow chart which shows the operation example of the optical fiber sensing system which concerns on Embodiment 4. FIG. It is a block diagram which shows the example of the hardware composition of the computer which realizes the optical fiber sensing apparatus which concerns on embodiment.
  • the optical fiber sensing system includes an optical fiber 10 and an optical fiber sensing device 20. Further, the optical fiber sensing device 20 includes a receiving unit 21 and a determining unit 22.
  • the optical fiber 10 is laid in the pipe 30 and one end is connected to the optical fiber sensing device 20.
  • FIG. 1 shows an example in which the optical fiber 10 is passed through the inside of the pipe 30, but the method of laying the optical fiber 10 is not limited to this.
  • the optical fiber 10 may be wound around the pipe 30, or the inside or the outside of the pipe 30 may be laid along the pipe 30. Further, a sheet in which the optical fiber 10 is woven may be wound around the pipe 30. Further, the optical fiber 10 may be housed together with other cables in a box arranged inside or outside the pipe 30 along the pipe 30.
  • FIG. 2 shows an example of laying the pipe 30 on the ground.
  • the pipe 30 is supported by pillars 31A to 31C (hereinafter, referred to as pillar 31 when the pillars 31A to 31C are not specified) and is laid on the ground.
  • FIG. 3 shows an example in which the pipe 30 is laid underground.
  • the pipe 30 includes a cable laid underground, a pipe for sewage, an air conditioning pipe laid on the ceiling, a pipe for a high-temperature fluid used in a plant, and the like. Applications are not limited to these applications.
  • the number of optical fibers 10 is not limited to one, and a plurality of optical fibers may be provided.
  • FIG. 4 shows an example in which two optical fibers 10 are laid in the pipe 30. In the example of FIG. 4, one end of each of the two optical fibers 10 is connected to the optical fiber sensing device 20, and the two optical fibers 10 extend in opposite directions.
  • the receiving unit 21 incidents pulsed light on the optical fiber 10. Further, the receiving unit 21 receives the reflected light or scattered light generated as the pulsed light is transmitted through the optical fiber 10 as return light (optical signal) via the optical fiber 10.
  • the vibration When vibration is generated in the pipe 30, the vibration is transmitted to the optical fiber 10 laid in the pipe 30 and superimposed on the return light transmitted by the optical fiber 10. Therefore, the optical fiber 10 can detect the vibration generated in the pipe 30.
  • the optical fiber 10 detects the vibration and superimposes it on the return light for transmission, and the receiving unit 21 receives the return light on which the vibration detected by the optical fiber 10 is superposed. Will be done.
  • the vibration generated in the pipe 30 has a unique vibration pattern in which the strength of the vibration, the vibration position, the transition of the fluctuation of the frequency, and the like differ depending on the deterioration state of the pipe 30. Therefore, it is possible to determine the deteriorated state of the pipe 30 by analyzing the dynamic change of the vibration pattern of the vibration generated in the pipe 30.
  • the determination unit 22 extracts the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10 from the return light received by the reception unit 21 from the optical fiber 10, and determines the deterioration state of the pipe 30 based on the extracted vibration pattern. To do. In other words, the determination unit 22 determines how much the pipe 30 has deteriorated.
  • the breakage of the pipe 30 means a state in which a substance flowing through the pipe 30 leaks (for example, a crack or the like), and the deterioration of the pipe 30 means a state in the middle of the breakage (for example, for example). It shall mean corrosion, wear, etc.).
  • the determination unit 22 stores in advance a vibration pattern when vibration is generated in the pipe 30 with the degree of deterioration for each degree of deterioration of the pipe 30 as a matching pattern.
  • the determination unit 22 compares the vibration pattern detected by the optical fiber 10 with the matching pattern stored in advance. When the vibration pattern detected by the optical fiber 10 matches any of the matching patterns stored in advance, the determination unit 22 determines that the pipe 30 has a degree of deterioration corresponding to the matched matching pattern.
  • the determination unit 22 may change the matching pattern according to the environment in which the pipe 30 is laid and the substance flowing through the pipe 30. For example, when the pipe 30 is laid outdoors, the determination unit 22 may use a vibration pattern of vibration generated by wind or rain as a matching pattern, or depending on a train or a car traveling on a surrounding road. The vibration pattern of the generated vibration may be used, or the vibration pattern of the vibration generated by the vibration of frequent construction work may be used.
  • the determination unit 22 may change the matching pattern depending on whether the substance flowing through the pipe 30 is a liquid, a gas, or a solid.
  • the determination unit 22 performs machine learning (for example, deep learning) of the vibration pattern according to the deterioration state of the pipe 30, and uses the learning result of the machine learning (initial learning model) to deteriorate the pipe 30. Judge the condition.
  • machine learning for example, deep learning
  • the determination unit 22 inputs the teacher data indicating the degree of deterioration of the pipe 30 and the vibration pattern of the vibration generated in the pipe 30 with the degree of deterioration and detected by the optical fiber 10 (step). S11, S12).
  • FIG. 6 shows an example of teacher data.
  • FIG. 6 is an example of teacher data when the three vibration patterns A, B, and C are trained.
  • the degree of deterioration of the normal pipe 30 is 0, and the larger the numerical value of the degree of deterioration, the more the deterioration progresses (the same applies to FIGS. 17 and 18 below).
  • the determination unit 22 matches and classifies the two (step S13), and performs supervised learning (step S14). As a result, an initial learning model is obtained (step S15).
  • This initial learning model is a model in which the degree of deterioration of the pipe 30 is output when the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10 is input.
  • the determination unit 22 When determining the deterioration state of the pipe 30, the determination unit 22 inputs the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10 into the initial learning model. As a result, the determination unit 22 obtains the degree of deterioration of the pipe 30 as the output result of the initial learning model.
  • the determination unit 22 may change the initial learning model according to the environment in which the pipe 30 is laid and the substance flowing through the pipe 30. Examples of the environment in which the pipe 30 is laid and the substance flowing through the pipe 30 are as described in the above-mentioned method A1.
  • FIG. 7 shows a vibration pattern of the vibration detected at a certain position on the optical fiber 10 when an artificial vibration is generated in the pipe 30, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents vibration intensity. It shows. 8 and 9 schematically show a vibration pattern as shown in FIG. 7, and the horizontal axis and the vertical axis of FIGS. 8 and 9 are the same as those in FIG. 7.
  • the determination unit 22 determines the deterioration state of the pipe 30 based on the length of the damping time in the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10.
  • frequency peaks of vibration intensity occur.
  • the frequency at which this frequency peak occurs differs depending on the deterioration state of the pipe 30. Specifically, in the vibration pattern of the deteriorated pipe 30, the frequency at which the frequency peak occurs shifts to the higher frequency side than the vibration pattern of the normal pipe 30.
  • the determination unit 22 determines the deterioration state of the pipe 30 based on the frequency at which the frequency peak occurs in the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10.
  • FIG. 12 shows a situation when the pipe 30 is corroded.
  • FIG. 13 shows the same vibration pattern as in FIGS. 10 and 11 when the pipe 30 is corroded.
  • the vibration caused by the elastic wave has different vibration characteristics from the vibration that is constantly generated due to the flow of a substance through the pipe 30 or the like. Specifically, the vibration that is constantly generated in the pipe 30 is generated in the low frequency band. On the other hand, the vibration caused by the elastic wave generated by the corrosion of the pipe 30 is generated in the high frequency band.
  • the determination unit 22 determines the deterioration state of the pipe 30 based on whether or not the vibration due to the elastic wave is generated in the high frequency band in the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10. ..
  • vibration due to elastic waves generated by corrosion of the pipe 30 is generated.
  • the interval at which this vibration occurs varies depending on the degree of corrosion of the pipe 30. Specifically, in the vibration pattern of the pipe 30 in which the progress of corrosion is slight, the frequency of vibration due to elastic waves per unit time is low. On the other hand, in the vibration pattern of the pipe 30 in which the progress of corrosion is severe, the frequency of vibration due to elastic waves per unit time is high.
  • the determination unit 22 determines the deterioration state of the pipe 30 based on the frequency of occurrence of vibration due to elastic waves in the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10.
  • the optical fiber 10 detects the vibration generated in the pipe 30 (step S21).
  • the vibration detected by the optical fiber 10 is superimposed on the return light transmitted through the optical fiber 10.
  • the receiving unit 21 receives from the optical fiber 10 the return light on which the vibration detected by the optical fiber 10 is superimposed (step S22).
  • the determination unit 22 extracts the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10 from the return light received by the reception unit 21, and determines the deterioration state of the pipe 30 based on the extracted vibration pattern (step). S23). This determination may be performed, for example, by using any of the above-mentioned methods A1 to A5.
  • the receiving unit 21 receives the return light on which the vibration detected by the optical fiber 10 is superimposed from the optical fiber 10 laid in the pipe 30.
  • the determination unit 22 extracts the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10 from the return light, and determines the deterioration state of the pipe 30 based on the extracted vibration pattern.
  • the optical fiber 10 is laid in the pipe 30, and the substance flowing through the pipe 30 does not need to be at a high temperature as in Patent Document 1, and the pipe 30 does not need to be covered with a heat insulating material. Therefore, the deteriorated state of the pipe 30 can be detected without depending on the substance flowing through the pipe 30 or the structure of the pipe 30.
  • the optical fiber sensing system according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment described above, but extends the function of the determination unit 22.
  • the determination unit 22 determines the deterioration state of the pipe 30 based on the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10, and further detects a sign of damage to the pipe 30 based on the determined deterioration state of the pipe 30. ..
  • the determination unit 22 indicates, for each degree of deterioration of the pipe 30, a corresponding table showing the damage time, which is the time when the pipe 30 with the degree of deterioration is predicted to be damaged in the future. Is memorized in advance.
  • the determination unit 22 determines the deterioration state (here, the degree of deterioration) of the pipe 30 by using any one of the above-mentioned methods A1 to A5, and determines the degree of deterioration of the pipe 30 and the corresponding table shown in FIG. Detects a sign of damage to the pipe 30 based on the above. For example, the determination unit 22 determines that the pipe 30 having a deterioration degree of 2 has a sign of damage and the damage time is two years later.
  • the determination unit 22 periodically (for example, every year) determines the deterioration state of the pipe 30 by using any of the above-mentioned methods A1 to A5, and periodically determines the pipe. 30 deterioration states are stored. Then, the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30 based on a change of state of the pipe 30 over time.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining method B2. Note that FIG. 18 is an example in which the determination unit 22 determines the deterioration state of the pipe 30 by using the method A5 described above, and shows the same vibration patterns as those in FIGS. 10 and 11 in time series. It is a thing.
  • the determination unit 22 periodically (here, every year) determines the deterioration state of the pipe 30.
  • the determination unit 22 determines that the pipe 30 was normal two years ago, but has a degree of deterioration of 1 one year ago and a degree of deterioration of two at present.
  • the determination unit 22 determines the vibration pattern one year later, the frequency at which the frequency peak occurs in the vibration pattern, and the frequency at which the frequency peak occurs, based on the changes over time in the vibration patterns of the pipe 30 two years ago, one year ago, and the current pipe 30. Predict. In the example of FIG. 18, as a result of prediction, the frequency at which the frequency peak occurs in the vibration pattern one year later is located on the high frequency side of the threshold value. Therefore, the determination unit 22 determines that the pipe 30 will be damaged after one year.
  • steps S31 to S33 similar to steps S21 to S23 shown in FIG. 16 are performed.
  • the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30 based on the deterioration state of the pipe 30 determined in step S33 (step S34). This detection may be performed using, for example, either method B1 or B2 described above.
  • the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30 based on the deterioration state of the pipe 30. As a result, before the pipe 30 is damaged and a problem such as leakage of a substance flowing through the pipe 30 occurs, a worker can be dispatched to repair the pipe 30 or the like. Other effects are the same as those in the first embodiment described above.
  • the optical fiber sensing system according to the third embodiment has the same configuration as that of the second embodiment described above, but further extends the function of the determination unit 22.
  • the determination unit 22 identifies the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected based on the return light received by the reception unit 21.
  • the determination unit 22 is based on the time difference between the time when the receiving unit 21 incidents the pulsed light on the optical fiber 10 and the time when the receiving unit 21 receives the return light on which the vibration is superimposed.
  • the length of the optical fiber 10 from the receiving unit 21 (optical fiber sensing device 20) to the position where the vibration is generated is specified. Let the length of the optical fiber 10 specified here be X [m].
  • a surplus may be generated as shown in FIG. Let the length of this surplus be Y [m]. It is assumed that the determination unit 22 has grasped the surplus length Y [m] in advance.
  • the determination unit 22 specifies the distance Z [m] from the reception unit 21 to the position where the vibration is generated by the following mathematical formula (1) using the above-mentioned X and Y.
  • Z [m] X [m] -Y [m] ... (1)
  • the determination unit 22 stores in advance a correspondence table in which the distance from the reception unit 21 and the location corresponding to the distance are associated with each other. This makes it possible to specify the position (location) where the vibration occurs.
  • FIG. 21 shows an example of a corresponding table in the case where the pipe 30 is supported by the pillar 31 and laid on the ground.
  • the distance from the receiving unit 21 and the identification information of the pillar 31 installed at the position corresponding to the distance are associated with each other. For example, when the distance Z [m] from the receiving unit 21 to the position where the vibration is generated is xx [m], the determination unit 22 determines that the place where the vibration is generated is the place where the pillar 31A is located. ..
  • the corresponding table in FIG. 21 was a table in which the distance from the receiving unit 21 and the identification information of the pillar 31 were associated with each other, but the identification information associated with the distance is not limited to the pillar 31 and identifies the location. Any information may be used, and for example, information for identifying an area may be used.
  • the determination unit 22 specifies the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected, the determination unit 22 specifies the position where the vibration of the vibration pattern used for detecting the sign of damage to the pipe 30 occurs as described above. Then, the determination unit 22 sets the specified position as the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected.
  • the determination unit 22 may specify the position where the sign of damage is detected when the sign of damage to the pipe 30 is detected.
  • the determination unit 22 specifies in advance the position where the vibration is generated when the receiving unit 21 receives the return light on which the vibration is superimposed, and then uses the vibration pattern of the vibration.
  • a position specified in advance may be set as a position where a sign of damage to the pipe 30 is detected.
  • the method C2 is different from the method C1 in the method of specifying the length X [m] of the optical fiber 10 from the receiving unit 21 to the position where the vibration is generated, but is the same as the method C1 except for the method C1.
  • the determination unit 22 compares the intensity of the vibration detected at the position corresponding to the length of each length of the optical fiber 10 from the reception unit 21, and receives the light based on the comparison result.
  • the length X [m] of the optical fiber 10 from the portion 21 to the position where the vibration is generated is specified.
  • the determination unit 22 identifies the position where the vibration is generated according to the distribution of the vibration intensity.
  • the determination unit 22 specifies the length X [m] of the optical fiber 10 from the receiving unit 21 to the vicinity of the pillar 31A. ..
  • FIG. 23 is an example of specifying the position where the sign of breakage is detected at the time when the sign of breakage of the pipe 30 is detected.
  • steps S41 to S44 similar to steps S31 to S34 shown in FIG. 19 are performed.
  • the determination unit 22 subsequently detects a position where the sign of damage to the pipe 30 is detected based on the return light received by the receiving unit 21. Is specified (step S46). This identification may be performed by using, for example, either method C1 or C2 described above.
  • FIG. 24 shows, when the receiving unit 21 receives the return light on which the vibration is superimposed, the position where the vibration is generated is specified in advance, and the position specified in advance is the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected. This is an example of
  • steps S51 to S52 similar to steps S31 to S32 shown in FIG. 19 are performed.
  • the determination unit 22 identifies the position where the vibration superimposed on the return light is generated based on the return light received by the reception unit 21 (step S53). This identification may be performed by using, for example, either method C1 or C2 described above.
  • steps S54 to S55 similar to steps S33 to S34 shown in FIG. 19 are performed.
  • the determination unit 22 subsequently identifies the position specified in advance in step S53 as the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected. (Step S57).
  • the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30 based on the deterioration state of the pipe 30, and also based on the return light received by the receiving unit 21. The position where the sign of damage to the pipe 30 is detected is specified.
  • the determination unit 22 is detected at a plurality of points in the section on the optical fiber 10 in which the material of the pipe 30 is the same and the substance flowing through the pipe 30 is the same.
  • the vibration pattern of the vibration is extracted.
  • the determination unit 22 compares the vibration patterns detected at a plurality of points, and identifies the position where the deterioration has occurred or the position where there is a sign of damage based on the comparison result. For example, when the vibration pattern detected at some points is different from the vibration pattern detected at other points, the determination unit 22 deteriorates at some points where different vibration patterns are detected. It is judged that there is a sign of damage or there is a sign of damage. At this time, the determination unit 22 may determine whether or not the vibration pattern detected at some points is different from the vibration pattern detected at other points, for example, as follows. First, the determination unit 22 identifies the range of the normal vibration pattern based on the distribution, average, and the like of the vibration patterns detected at a plurality of points. Then, the determination unit 22 determines that, among the vibration patterns detected at the plurality of points, the vibration pattern outside the range of the normal vibration pattern is different from the vibration pattern detected at the other points.
  • the determination unit 22 extracts vibration patterns as shown in FIGS. 10 and 11 as vibration patterns of vibrations detected at a plurality of points, and frequency peaks are generated between the vibration patterns. We are comparing the frequencies that occur. As a result, in the vibration pattern detected at the point X, the frequency at which the frequency peak occurs is shifted to the high frequency side as compared with the vibration pattern detected at another point in the section Y. Therefore, the determination unit 22 determines that deterioration has occurred at the point X or that there is a sign of damage.
  • the position of the point X may be specified by using, for example, either method C1 or C2 described above.
  • the optical fiber sensing system according to the fourth embodiment has an additional display unit 40 as compared with the configurations of the first to third embodiments described above, and the optical fiber sensing. The difference is that the notification unit 23 is added to the device 20.
  • the notification unit 23 When the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30, the notification unit 23 notifies an alert. At this time, the notification unit 23 may notify the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected.
  • the notification destination may be, for example, a monitoring system for monitoring the pipe 30, a monitoring terminal in a monitoring room for monitoring the pipe 30, or a user terminal.
  • the notification method may be, for example, a method of displaying a GUI (Graphical User Interface) screen on the display unit 40 of the display or monitor of the notification destination. Further, the notification method may be a method of outputting a message by voice from a speaker (not shown) of the notification destination.
  • the notification unit 23 may store the information indicating the position where the optical fiber 10 laid in the pipe 30 is laid and the map information in association with each other. Then, when the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30, the notification unit 23 may map and display the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected on the map displayed by the display unit 40. good.
  • FIG. 27 shows an example of a GUI screen that maps and displays the position where a sign of damage to the pipe 30 is detected on a map. In the example of FIG. 27, the position where the optical fiber 10 is laid is mapped and displayed on the map, and the position X where a sign of damage to the pipe 30 is detected is mapped and displayed. At this time, the notification unit 23 may display the current deterioration state of the position where the sign of damage to the pipe 30 is detected. The map shown in FIG. 27 can be enlarged or reduced as needed.
  • steps S61 to S66 similar to steps S41 to S46 in FIG. 23 are performed.
  • step S64 When the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30 in step S64 (Yes in step S65) and identifies a position where the sign of damage to the pipe 30 is detected (step S66), the notification unit 23 subsequently detects the sign of damage to the pipe 30. , Notify an alert (step S67).
  • This notification may be performed, for example, by using the GUI screen shown in FIG. 27 described above.
  • operation example shown in FIG. 28 is an example, and is not limited to this.
  • the operation example shown in FIG. 28 may be modified, for example, by adding step S67 shown in FIG. 28 to the operation example shown in FIG. 24.
  • the notification unit 23 notifies the alert only when it detects a sign of damage to the pipe 30, but the present invention is not limited to this.
  • the notification unit 23 may notify an alert when the deterioration degree is equal to or higher than the threshold value as a result of determining the deterioration state of the pipe 30, and determines the deterioration state of the pipe 30 regardless of the deterioration degree. You may notify.
  • the notification unit 23 maps and displays the position where the deterioration degree of the pipe 30 is equal to or higher than the threshold value and the position where the deterioration state of the pipe 30 is determined on the map displayed by the display unit 40. You may.
  • the notification unit 23 when the determination unit 22 detects a sign of damage to the pipe 30, the notification unit 23 notifies the alert. As a result, it is possible to notify the monitoring system, the monitoring room, or the like that monitors the pipe 30 that the sign of damage to the pipe 30 has been detected. Other effects are the same as those in the first embodiment described above.
  • the determination unit 22 determines the deterioration state of the pipe 30 based on the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10.
  • the determination unit 22 may determine the deterioration state of the piping 30 by further adding the piping information stored in advance for the piping 30.
  • the piping information includes, for example, the material and thickness of the piping 30, the type of substance flowing through the piping 30, the flow rate of the substance flowing through the piping 30, and the like. As a result, the determination accuracy can be improved.
  • the piping information for example, when the above-mentioned method A1 is used for determining the deterioration state of the piping 30, it is conceivable to change the matching pattern according to the piping information. Further, when the above-mentioned method A2 is used for determining the deteriorated state of the pipe 30, it is conceivable to change the learning model according to the pipe information.
  • the determination unit 22 may determine the type and flow rate of the substance flowing through the piping 30 in the above-mentioned piping information based on the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber 10.
  • the determination method a method of using pattern matching as in the above-mentioned method A1, a method of using a learning model as in the above-mentioned method A2, and the like can be considered.
  • the optical fiber 10 can detect not only vibration but also sound and temperature. Therefore, the determination unit 22 may determine the type of the substance flowing through the pipe 30 by using at least one of the vibration, the sound, and the temperature detected by the optical fiber 10.
  • the optical fiber sensing device 20 is provided with a plurality of components (reception unit 21, determination unit 22, and notification unit 23), but the present invention is not limited to this.
  • the components provided in the optical fiber sensing device 20 are not limited to being provided in one device, and may be distributed in a plurality of devices.
  • the computer 50 includes a processor 501, a memory 502, a storage 503, an input / output interface (input / output I / F) 504, a communication interface (communication I / F) 505, and the like.
  • the processor 501, the memory 502, the storage 503, the input / output interface 504, and the communication interface 505 are connected by a data transmission line for transmitting and receiving data to and from each other.
  • the processor 501 is, for example, an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the memory 502 is, for example, a memory such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory).
  • the storage 503 is, for example, a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a memory card. Further, the storage 503 may be a memory such as a RAM or a ROM.
  • the storage 503 stores a program that realizes the functions of the components (reception unit 21, determination unit 22, and notification unit 23) included in the optical fiber sensing device 20. By executing each of these programs, the processor 501 realizes the functions of the components included in the optical fiber sensing device 20.
  • the processor 501 may read these programs on the memory 502 and then execute the programs, or may execute the programs without reading them on the memory 502.
  • the memory 502 and the storage 503 also play a role of storing information and data held by the components included in the optical fiber sensing device 20.
  • Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), opto-magnetic recording media (eg, opto-magnetic disks), CD-ROMs (Compact Disc-ROMs), CDs. -R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM.
  • the program also includes.
  • the computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • the input / output interface 504 is connected to the display device 5041, the input device 5042, the sound output device 5043, and the like.
  • the display device 5041 is a device that displays a screen corresponding to drawing data processed by the processor 501, such as an LCD (Liquid Crystal Display), a CRT (Cathode Ray Tube) display, and a monitor.
  • the input device 5042 is a device that receives an operator's operation input, and is, for example, a keyboard, a mouse, a touch sensor, and the like.
  • the display device 5041 and the input device 5042 may be integrated and realized as a touch panel.
  • the sound output device 5043 is a device such as a speaker that acoustically outputs sound corresponding to acoustic data processed by the processor 501.
  • the communication interface 505 sends and receives data to and from an external device.
  • the communication interface 505 communicates with an external device via a wired communication path or a wireless communication path.
  • Appendix 1 Optical fiber laid in the piping and A receiving unit that receives an optical signal on which vibrations detected by the optical fiber are superimposed from the optical fiber. A determination unit that extracts a vibration pattern of vibration detected by the optical fiber from the optical signal and determines a deterioration state of the pipe based on the extracted vibration pattern. An optical fiber sensing system. (Appendix 2) The determination unit detects a sign of damage to the pipe based on the deterioration state. The optical fiber sensing system according to Appendix 1.
  • the determination unit identifies a position where a sign of damage to the pipe is detected based on the optical signal.
  • the optical fiber sensing system according to Appendix 2. (Appendix 4) The determination unit extracts vibration patterns at a plurality of locations of the pipe from the optical signal and obtains vibration patterns. The deterioration state of at least one of the plurality of locations is determined based on the vibration patterns at the plurality of locations of the pipe.
  • the determination unit compares the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber with the matching pattern, and determines the deterioration state of the pipe based on the comparison result.
  • the determination unit changes the matching pattern according to the substance flowing through the pipe.
  • the optical fiber sensing system according to Appendix 5. (Appendix 7) When the determination unit detects a sign of damage to the pipe, a notification unit for notifying an alert is further provided.
  • the optical fiber sensing system according to Appendix 3. (Appendix 8) With an additional display When the determination unit detects a sign of damage to the pipe, the notification unit maps the position where the sign of damage to the pipe is detected and displays it on the display unit.
  • the optical fiber sensing system according to Appendix 7. A receiving unit that receives an optical signal on which vibrations detected by the optical fiber are superimposed from an optical fiber laid in a pipe.
  • a determination unit that extracts a vibration pattern of vibration detected by the optical fiber from the optical signal and determines a deterioration state of the pipe based on the extracted vibration pattern.
  • An optical fiber sensing device equipped with. (Appendix 10) The determination unit detects a sign of damage to the pipe based on the deterioration state.
  • the optical fiber sensing device according to Appendix 9. (Appendix 11) The determination unit identifies a position where a sign of damage to the pipe is detected based on the optical signal.
  • the determination unit extracts vibration patterns at a plurality of locations of the pipe from the optical signal and obtains vibration patterns.
  • the deterioration state of at least one of the plurality of locations is determined based on the vibration patterns at the plurality of locations of the pipe.
  • the optical fiber sensing device according to any one of Appendix 9 to 11.
  • the determination unit compares the vibration pattern of the vibration detected by the optical fiber with the matching pattern, and determines the deterioration state of the pipe based on the comparison result.
  • the determination unit changes the matching pattern according to the substance flowing through the pipe.
  • the optical fiber sensing device according to Appendix 13. (Appendix 15) When the determination unit detects a sign of damage to the pipe, a notification unit for notifying an alert is further provided.
  • the optical fiber sensing device according to Appendix 11.
  • the notification unit maps the position where the sign of damage to the pipe is detected and displays it on the display unit.
  • the optical fiber sensing device according to Appendix 15.

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Abstract

本開示に係る光ファイバセンシングシステムは、配管（３０）に敷設された光ファイバ（１０）と、光ファイバ（１０）から、光ファイバ（１０）が検知した振動が重畳された光信号を受信する受信部（２１）と、光信号から、光ファイバ（１０）が検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、配管（３０）の劣化状態を判定する判定部（２２）と、を備える。

Description

光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング機器、及び配管劣化検知方法
　本開示は、光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング機器、及び配管劣化検知方法に関する。
　従来、プラント等に敷設されている配管の点検作業は、熟練の作業員が手作業で実施することが多かった。しかし、このような点検作業の場合、点検作業の度に熟練の作業員を配管に派遣する必要があり、費用を要していた。また、作業員が点検作業を行うには、環境の準備が必要であった。環境の準備として、例えば、配管が地上に配置されている場合は足場の構築が必要となり、配管が地中に配置されている場合は掘削が必要となる。このような環境の準備には、費用だけでなく時間も要していた。
　そのため、最近は、作業員によらずに、配管の状態を検知するための技術も提案されている。例えば、特許文献１には、高温流体が流れる内部配管と、内部配管を覆う断熱材層と、断熱材層を覆う外部配管と、から構成される高温ガス配管において、外部配管表面上の複数箇所における温度を計測し、計測した外部配管表面上の温度分布データから、断熱材の損傷によって発生する異常状況を検知する技術が開示されている。
特開平１０－２０７５３４号公報
　しかし、特許文献１に開示された技術は、断熱材を覆う外部配管表面上の温度分布を用いて、異常状況を検知しているため、配管を流れる物質が高温であり、かつ、配管に断熱材を用いる場合にしか対応することができない。
　言い換えれば、特許文献１に開示された技術は、配管を流れる物質が高温でない場合や、断熱材を用いない配管の場合には、使用することができないという問題がある。
　そこで本開示の目的は、上述した課題を解決し、配管を流れる物質や配管の構造に依存することなく、配管の状態を検知することができる光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング機器、及び配管劣化検知方法を提供することにある。
　一態様による光ファイバセンシングシステムは、
　配管に敷設された光ファイバと、
　前記光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信部と、
　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定部と、
　を備える。
　一態様による光ファイバセンシング機器は、
　配管に敷設された光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信部と、
　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定部と、
　を備える。
　一態様による配管劣化検知方法は、
　配管に敷設された光ファイバが振動を検知するステップと、
　前記光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信ステップと、
　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定ステップと、
　を含む。
　上述の態様によれば、配管を流れる物質や配管の構造に依存することなく、配管の状態を検知できる光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング機器、及び配管劣化検知方法を提供できるという効果が得られる。
実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムの構成例を示す図である。 実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムの他の構成例を示す図である。 実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムの他の構成例を示す図である。 実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムの他の構成例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により実行される機械学習の例を示すフロー図である。 実施の形態１に係る判定部により実行される機械学習に用いられる教師データの例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 配管の腐食により弾性波が発生する状況の例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 実施の形態１に係る判定部により抽出される振動パターンの例を示す図である。 実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムの動作例を示すフロー図である。 実施の形態２に係る判定部により記憶される対応テーブルの例を示す図である。 実施の形態２に係る判定部により抽出される振動パターンを時系列に並べた例を示す図である。 実施の形態２に係る光ファイバセンシングシステムの動作例を示すフロー図である。 光ファイバの余剰分の例を示す図である。 実施の形態３に係る判定部により記憶される対応テーブルの例を示す図である。 実施の形態３に係る判定部において、受信部から振動が発生した位置までの光ファイバの長さを特定する方法の例を示す図である。 実施の形態３に係る光ファイバセンシングシステムの動作例を示すフロー図である。 実施の形態３に係る光ファイバセンシングシステムの他の動作例を示すフロー図である。 実施の形態３に係る光ファイバセンシングシステムの変形例を示す図である。 実施の形態４に係る光ファイバセンシングシステムの構成例を示す図である。 実施の形態４に係る報知部が報知に用いるＧＵＩ画面の例を示す図である。 実施の形態４に係る光ファイバセンシングシステムの動作例を示すフロー図である。 実施の形態に係る光ファイバセンシング機器を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示すブロック図である。
　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。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
＜実施の形態１＞
　まず、図１を参照して、本実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムの構成例について説明する。
　図１に示されるように、本実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムは、光ファイバ１０及び光ファイバセンシング機器２０を備えている。また、光ファイバセンシング機器２０は、受信部２１及び判定部２２を備えている。
　光ファイバ１０は、配管３０に敷設され、一端が光ファイバセンシング機器２０に接続される。図１は、光ファイバ１０を、配管３０の内部に通す例であるが、光ファイバ１０の敷設方法は、これには限定されない。例えば、光ファイバ１０は、配管３０に巻き付けても良いし、配管３０に沿って配管３０の内部又は外部を這わせても良い。また、光ファイバ１０を編み込んだシートを、配管３０に巻き付けても良い。また、配管３０に沿って配管３０の内部又は外部に配置された箱に、他のケーブルと一緒に、光ファイバ１０を収容しても良い。
　また、配管３０の敷設場所は、地上、地中、天井、床、壁等、任意の場所で良い。図２に、配管３０を地上に敷設する場合の例を示す。図２の例では、配管３０は、柱３１Ａ～３１Ｃ（以下、柱３１Ａ～３１Ｃを特定しない場合は柱３１と称す）によって支持されて地上に敷設されている。また、図３に、配管３０を地下に敷設する場合の例を示す。
　より具体的には、配管３０は、地中に敷設されたケーブルや下水用の配管、天井に敷設された空調配管、プラント内で用いられる高温流動体用の配管等であるが、配管３０の用途は、これらの用途には限定されない。
　また、光ファイバ１０は、１本に限らず、複数本を設けても良い。図４に、２本の光ファイバ１０を配管３０に敷設する場合の例を示す。図４の例では、２本の光ファイバ１０の各々の一端を光ファイバセンシング機器２０に接続し、２本の光ファイバ１０を互いに逆方向に延在させている。
　受信部２１は、光ファイバ１０にパルス光を入射する。また、受信部２１は、パルス光が光ファイバ１０を伝送されることに伴い発生した反射光や散乱光を、光ファイバ１０を経由して、戻り光（光信号）として受信する。
　配管３０に振動が発生すると、その振動は、配管３０に敷設されている光ファイバ１０に伝達され、光ファイバ１０により伝送される戻り光に重畳される。そのため、光ファイバ１０は、配管３０に発生した振動を検知可能である。
　したがって、配管３０に振動が発生すると、光ファイバ１０は、その振動を検知して戻り光に重畳して伝送し、受信部２１は、光ファイバ１０が検知した振動が重畳された戻り光を受信することになる。
　ここで、配管３０で発生した振動は、配管３０の劣化状態に応じて、振動の強弱、振動位置、振動数の変動の推移等が異なる固有の振動パターンを有している。そのため、配管３０で発生した振動の振動パターンの動的変化を分析することにより、配管３０の劣化状態を判断することが可能となる。
　そこで、判定部２２は、受信部２１が光ファイバ１０から受信した戻り光から、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、配管３０の劣化状態を判定する。言い換えれば、判定部２２は、配管３０がどの程度劣化しているかを判定する。
　なお、本明細書において、配管３０の破損とは、配管３０を流れる物質の漏れが生じる状態（例えば、亀裂等）を意味し、配管３０の劣化とは、破損に至る途中の状態（例えば、腐食や摩耗等）を意味するものとする。
　ここで、判定部２２において、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンに基づいて、配管３０の劣化状態を判定する方法の例について説明する。
（Ａ１）方法Ａ１
　まず、方法Ａ１について説明する。
　方法Ａにおいては、判定部２２は、パターンマッチングを利用する。
　例えば、判定部２２は、配管３０の劣化度毎に、その劣化度の配管３０で振動が発生した場合の振動パターンを、マッチング用パターンとして予め記憶しておく。判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動パターンを、予め記憶しているマッチング用パターンと比較する。光ファイバ１０が検知した振動パターンが、予め記憶しているマッチング用パターンのいずれかと一致する場合、判定部２２は、配管３０は、一致したマッチング用パターンに対応する劣化度であると判定する。
　また、判定部２２は、配管３０が敷設されている環境や配管３０を流れる物質に応じて、マッチング用パターンを変更しても良い。
　例えば、配管３０が屋外に敷設されている場合、判定部２２は、マッチング用パターンとして、風や雨によって発生する振動の振動パターンを用いても良いし、周囲の道路を走行する電車や車によって発生する振動の振動パターンを用いても良いし、頻出の工事の振動によって発生する振動の振動パターンを用いても良い。
　また、配管３０を流れる物質は、大別して、液体、気体、又は固体である。そのため、判定部２２は、配管３０を流れる物質が液体、気体、又は固体のどれであるかに応じて、マッチング用パターンを変更しても良い。
（Ａ２）方法Ａ２
　続いて、方法Ａ２について説明する。
　方法Ａ２においては、判定部２２は、配管３０の劣化状態に応じた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、配管３０の劣化状態を判断する。
　ここで、図５を参照して、方法Ａ２における機械学習の方法について説明する。
　図５に示されるように、判定部２２は、配管３０の劣化度を示す教師データと、その劣化度の配管３０で発生し光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンと、を入力する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。図６に、教師データの例を示す。図６は、３つの振動パターンＡ，Ｂ，Ｃを学習させる場合の教師データの例である。なお、図６において、正常な配管３０は、劣化度が０であり、劣化度の数値が大きいほど、劣化が進行していることを示している（以下の図１７及び図１８において同じ）。
　続いて、判定部２２は、両者のマッチング及び分類を行って（ステップＳ１３）、教師あり学習を行う（ステップＳ１４）。これにより、初期学習モデルが得られる（ステップＳ１５）。この初期学習モデルは、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンを入力すると、配管３０の劣化度が出力されるモデルとなる。
　判定部２２は、配管３０の劣化状態を判断する場合、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンを、初期学習モデルに入力する。これにより、判定部２２は、初期学習モデルの出力結果として、配管３０の劣化度を得る。
　また、判定部２２は、配管３０が敷設されている環境や配管３０を流れる物質に応じて、初期学習モデルを変更しても良い。配管３０が敷設されている環境や配管３０を流れる物質の例は、上述した方法Ａ１で説明した通りである。
（Ａ３）方法Ａ３
　続いて、方法Ａ３について説明する。
　図７は、配管３０に人為的な振動が発生した場合に、光ファイバ１０上のある位置で検知された、その振動の振動パターンを示しており、横軸は時間、縦軸は振動強度を示している。
　図８及び図９は、図７に示されるような振動パターンを模式的に示しており、図８及び図９の横軸及び縦軸は、図７と同様である。
　図８及び図９に示される振動パターンにおいては、振動が発生すると、その振動は、その後に減衰する。この減衰時間が、配管３０の劣化状態に応じて異なる。具体的には、配管３０が正常な状態では、減衰時間は短いが、配管３０の劣化が進むにつれて、減衰時間が長くなる。
　そのため、方法Ａ３においては、判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンにおける、減衰時間の長さに基づいて、配管３０の劣化状態を判定する。
（Ａ４）方法Ａ４
　続いて、方法Ａ４について説明する。
　図１０及び図１１は、配管３０に人為的な振動が発生した場合における図７に示されるような振動パターンをＦＦＴ（Fast Fourier Transform）した後の振動パターンを、模式的に示しており、横軸は周波数、縦軸は振動強度を示している。
　図１０及び図１１に示される振動パターンにおいては、振動強度の周波数ピークが発生する。この周波数ピークが発生する周波数が、配管３０の劣化状態に応じて異なる。具体的には、劣化している配管３０の振動パターンは、正常な配管３０の振動パターンよりも、周波数ピークが発生する周波数が高周波側へシフトする。
　そのため、方法Ａ４においては、判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンにおける、周波数ピークが発生する周波数に基づいて、配管３０の劣化状態を判定する。
（Ａ５）方法Ａ５
　続いて、方法Ａ５について説明する。
　図１２は、配管３０に腐食が発生した場合の状況を示している。また、図１３は、配管３０に腐食が発生した場合における図１０及び図１１と同様の振動パターンを示している。
　図１２に示されるように、配管３０に腐食が発生した場合には弾性波が発生する。
　図１３に示されるように、弾性波による振動は、配管３０を物質が流れること等により定常的に発生する振動とは、振動特性が異なる。具体的には、配管３０に定常的に発生する振動は、低周波帯に発生する。これに対して、配管３０の腐食により発生した弾性波による振動は、高周波帯に発生する。
　そのため、方法Ａ５においては、判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンにおいて、高周波帯に弾性波による振動が発生しているか否かに基づいて、配管３０の劣化状態を判定する。
（Ａ６）方法Ａ６
　続いて、方法Ａ６について説明する。
　図１４及び図１５は、配管３０に腐食が発生した場合における図８及び図９と同様の振動パターンを示している。
　図１４及び図１５に示される振動パターンにおいては、配管３０の腐食により発生した弾性波による振動が発生している。この振動が発生する間隔が、配管３０の腐食の進行度に応じて異なる。具体的には、腐食の進行が軽微な配管３０の振動パターンは、単位時間あたりの弾性波による振動の発生頻度は低い。これに対して、腐食の進行が重症的な配管３０の振動パターンは、単位時間あたりの弾性波による振動の発生頻度は高い。
　そのため、方法Ａ６においては、判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンにおける、弾性波による振動の発生頻度に基づいて、配管３０の劣化状態を判定する。
　続いて、図１６を参照して、本実施の形態１に係る光ファイバセンシングシステムの動作例について説明する。
　図１６に示されるように、光ファイバ１０は、配管３０で発生した振動を検知する（ステップＳ２１）。光ファイバ１０で検知された振動は、光ファイバ１０を伝送される戻り光に重畳される。
　続いて、受信部２１は、光ファイバ１０から、光ファイバ１０が検知した振動が重畳された戻り光を受信する（ステップＳ２２）。
　続いて、判定部２２は、受信部２１が受信した戻り光から、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、配管３０の劣化状態を判定する（ステップＳ２３）。この判定は、例えば、上述した方法Ａ１～Ａ５のいずれかを利用して、行えば良い。
　上述したように本実施の形態１によれば、受信部２１は、配管３０に敷設された光ファイバ１０から、光ファイバ１０が検知した振動が重畳された戻り光を受信する。判定部２２は、戻り光から、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、配管３０の劣化状態を判定する。
　このとき、光ファイバ１０が配管３０に敷設されていれば良く、特許文献１のように、配管３０に流れる物質が高温である必要はなく、また、配管３０を断熱材で覆う必要もない。従って、配管３０を流れる物質や配管３０の構造に依存することなく、配管３０の劣化状態を検知することができる。
＜実施の形態２＞
　本実施の形態２に係る光ファイバセンシングシステムは、上述した実施の形態１と構成自体は同様であるが、判定部２２の機能を拡張している。
　判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンに基づいて、配管３０の劣化状態を判定し、さらに、判定した配管３０の劣化状態に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知する。
　ここで、判定部２２において、配管３０の劣化状態に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知する方法の例について説明する。
（Ｂ１）方法Ｂ１
　まず、方法Ｂ１について説明する。
　方法Ｂ１においては、判定部２２は、図１７に示されるように、配管３０の劣化度毎に、その劣化度の配管３０が将来的に破損すると予兆される時期である破損時期を示す対応テーブルを予め記憶しておく。
　判定部２２は、まず、上述した方法Ａ１～Ａ５のいずれかを利用して、配管３０の劣化状態（ここでは、劣化度）を判定し、配管３０の劣化度及び図１７に示される対応テーブルに基づいて、配管３０の破損の予兆を検知する。例えば、判定部２２は、劣化度２の配管３０については、破損の予兆があり、破損時期は２年後であると判断する
（Ｂ２）方法Ｂ２
　続いて、方法Ｂ２について説明する。
　方法Ｂ２においては、判定部２２は、定期的に（例えば、１年毎）、上述した方法Ａ１～Ａ５のいずれかを利用して、配管３０の劣化状態を判定し、定期的に判定した配管３０の劣化状態を記憶する。そして、判定部２２は、配管３０の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知する。
　図１８は、方法Ｂ２を説明するための図である。なお、図１８は、判定部２２が、上述した方法Ａ５を利用して、配管３０の劣化状態を判定する場合の例であり、図１０及び図１１と同様の振動パターンを時系列で示したものである。
　図１８の例では、判定部２２は、定期的に（ここでは、１年毎）、配管３０の劣化状態を判定している。ここでは、判定部２２は、配管３０について、２年前は正常であったが、１年前は劣化度が１、現在は劣化度が２と判定している。
　判定部２２は、２年前、１年前、及び現在の配管３０の振動パターンの経時的な変化に基づいて、１年後の振動パターンと、振動パターンにおける、周波数ピークが発生する周波数と、を予測する。図１８の例では、予測の結果、１年後の振動パターンにおける、周波数ピークが発生する周波数は、閾値よりも高周波側に位置している。そのため、判定部２２は、配管３０が１年後に破損すると判断している。
　続いて、図１９を参照して、本実施の形態２に係る光ファイバセンシングシステムの動作例について説明する。
　図１９に示されるように、まず、図１６に示されるステップＳ２１～Ｓ２３と同様のステップＳ３１～Ｓ３３が行われる。
　続いて、判定部２２は、ステップＳ３３で判定した配管３０の劣化状態に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知する（ステップＳ３４）。この検知は、例えば、上述した方法Ｂ１又はＢ２のいずれかを利用して、行えば良い。
　上述したように本実施の形態２によれば、判定部２２は、配管３０の劣化状態に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知する。
　これにより、配管３０が破損し、配管３０を流れる物質の漏れ等の問題が発生する前に、作業員を派遣して配管３０を修繕する等の対応を行うことができる。
　その他の効果は、上述した実施の形態１と同様である。
＜実施の形態３＞
　本実施の形態３に係る光ファイバセンシングシステムは、上述した実施の形態２と構成自体は同様であるが、判定部２２の機能をさらに拡張している。
　判定部２２は、受信部２１が受信した戻り光に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知した位置を特定する。
　ここで、判定部２２において、受信部２１が受信した戻り光に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知した位置を特定する方法の例について説明する。
（Ｃ１）方法Ｃ１
　まず、方法Ｃ１について説明する。
　方法Ｃ１においては、まず、判定部２２は、受信部２１が光ファイバ１０にパルス光を入射した時刻と、振動が重畳された戻り光を受信部２１が受信した時刻と、の時間差に基づいて、受信部２１（光ファイバセンシング機器２０）から振動が発生した位置までの光ファイバ１０の長さを特定する。ここで特定した光ファイバ１０の長さをＸ［ｍ］とする。
　また、光ファイバ１０は、配管３０に敷設するときに、図２０に示されるように、余剰分が発生することがある。この余剰分の長さをＹ［ｍ］とする。なお、余剰分の長さＹ［ｍ］については、判定部２２は、事前に把握しているものとする。
　そして、判定部２２は、上述したＸ及びＹを用いて、以下の数式（１）により、受信部２１から振動が発生した位置までの距離Ｚ［ｍ］を特定する。
　Ｚ［ｍ］＝Ｘ［ｍ］－Ｙ［ｍ］・・・（１）
　また、判定部２２は、受信部２１からの距離と、その距離に相当する場所と、を対応付けた対応テーブルを予め記憶しておく。これにより、振動が発生した位置（場所）を特定することが可能となる。ここで、図２に示されるように、配管３０が、柱３１によって支持されて地上に敷設される場合の対応テーブルの例を図２１に示す。図２１の例では、受信部２１からの距離と、その距離に相当する位置に設置された柱３１の識別情報と、を対応付けている。例えば、判定部２２は、受信部２１から振動が発生した位置までの距離Ｚ［ｍ］がｘｘ［ｍ］である場合は、振動が発生した場所は、柱３１Ａがある場所であると判断する。なお、図２１の対応テーブルは、受信部２１からの距離と、柱３１の識別情報と、を対応付けたテーブルであったが、距離に対応付ける識別情報は、柱３１に限らず、場所を識別する情報であれば良く、例えば、エリアを識別する情報等であっても良い。
　判定部２２は、配管３０の破損の予兆を検知した位置を特定する場合、配管３０の破損の予兆の検知に用いた振動パターンの振動が発生した位置を、上述のようにして特定する。そして、判定部２２は、特定した位置を、配管３０の破損の予兆を検知した位置とする。
　なお、判定部２２は、配管３０の破損の予兆を検知した時点で、破損の予兆を検知した位置を特定しても良い。又は、判定部２２は、振動が重畳された戻り光を受信部２１が受信した時点で、その振動が発生した位置を事前に特定しておき、その後に、その振動の振動パターンを用いて、配管３０の破損の予兆を検知した場合、事前に特定した位置を、配管３０の破損の予兆を検知した位置としても良い。
（Ｃ２）方法Ｃ２
　続いて、方法Ｃ２について説明する。方法Ｃ２は、受信部２１から振動が発生した位置までの光ファイバ１０の長さＸ［ｍ］を特定する方法が、方法Ｃ１とは異なるが、これ以外は方法Ｃ１と同様である。
　方法Ｃ２においては、判定部２２は、受信部２１からの光ファイバ１０の長さ毎に、その長さに相当する位置で検知された振動の強度を比較し、その比較結果に基づいて、受信部２１から振動が発生した位置までの光ファイバ１０の長さＸ［ｍ］を特定する。
　例えば、図２２に示されるように、受信部２１からの光ファイバ１０の長さ毎に、振動を検知したとする。図２２の例では、振動の強度を円の大きさで示し、円の大きさが大きいほど振動の強度が大きいことを示している。この場合、判定部２２は、振動の強度の分布に従い、その振動が発生した位置を特定する。図２２の例では、柱３１Ａ付近で振動の強度が大きくなっているため、判定部２２は、受信部２１から柱３１Ａ付近までの光ファイバ１０の長さＸ［ｍ］を特定することになる。
　続いて、図２３を参照して、本実施の形態３に係る光ファイバセンシングシステムの動作例について説明する。図２３は、配管３０の破損の予兆を検知した時点で、破損の予兆を検知した位置を特定する例である。
　図２３に示されるように、まず、図１９に示されるステップＳ３１～Ｓ３４と同様のステップＳ４１～Ｓ４４が行われる。
　ステップＳ４４で配管３０の破損の予兆を検知した場合（ステップＳ４５のＹｅｓ）、続いて、判定部２２は、受信部２１が受信した戻り光に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知した位置を特定する（ステップＳ４６）。この特定は、例えば、上述した方法Ｃ１又はＣ２のいずれかを利用して、行えば良い。
　続いて、図２４を参照して、本実施の形態３に係る光ファイバセンシングシステムの他の動作例について説明する。図２４は、振動が重畳された戻り光を受信部２１が受信した時点で、振動が発生した位置を事前に特定し、事前に特定した位置を、配管３０の破損の予兆を検知した位置とする例である。
　図２４に示されるように、まず、図１９に示されるステップＳ３１～Ｓ３２と同様のステップＳ５１～Ｓ５２が行われる。
　続いて、判定部２２は、受信部２１が受信した戻り光に基づいて、その戻り光に重畳された振動が発生した位置を特定する（ステップＳ５３）。この特定は、例えば、上述した方法Ｃ１又はＣ２のいずれかを利用して、行えば良い。
　続いて、図１９に示されるステップＳ３３～Ｓ３４と同様のステップＳ５４～Ｓ５５が行われる。
　ステップＳ５５で配管３０の破損の予兆を検知した場合（ステップＳ５６のＹｅｓ）、続いて、判定部２２は、ステップＳ５３で事前に特定した位置を、配管３０の破損の予兆を検知した位置として特定する（ステップＳ５７）。
　上述したように本実施の形態３によれば、判定部２２は、配管３０の劣化状態に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知すると共に、受信部２１が受信した戻り光に基づいて、配管３０の破損の予兆を検知した位置を特定する。
　これにより、配管３０が破損し、配管３０を流れる物質の漏れ等の問題が発生する前に、作業員を派遣して配管３０を修繕する等の対応を行うことができる。また、配管３０の破損の予兆を検知した位置を特定できるため、例えば、配管３０が広範なエリアにわたって敷設されている場合にも、破損の予兆を検知した位置を的確に把握して、作業員を派遣することができる。
　その他の効果は、上述した実施の形態１と同様である。
　ここで、図２５を参照して、本実施の形態３の変形例について説明する。
　図２５に示されるように、本変形例においては、判定部２２は、配管３０の材質が同一でかつ配管３０を流れる物質が同一である光ファイバ１０上の区間において、複数のポイントで検知された振動の振動パターンを抽出する。
　そして、判定部２２は、複数のポイントで検知された振動パターンを比較し、比較結果に基づいて、劣化が生じている位置又は破損の予兆がある位置を特定する。
　例えば、判定部２２は、一部のポイントで検知された振動パターンが、他のポイントで検知された振動パターンとは異なる場合、異なる振動パターンが検知された一部のポイントで、劣化が生じている、又は、破損の予兆があると判断する。
　このとき、判定部２２は、一部のポイントで検知された振動パターンが、他のポイントで検知された振動パターンとは異なるか否かを、例えば、次のように判断すれば良い。まず、判定部２２は、複数のポイントで検知された振動パターンの分布や平均等によって、正常な振動パターンの範囲を特定する。そして、判定部２２は、複数のポイントで検知された振動パターンのうち、正常な振動パターンの範囲外となる振動パターンを、他のポイントで検知された振動パターンとは異なると判断する。
　例えば、図２５の例では、判定部２２は、複数のポイントで検知された振動の振動パターンとして、図１０及び図１１に示されるような振動パターンを抽出し、振動パターン同士で、周波数ピークが発生する周波数を比較している。その結果、ポイントＸで検知された振動パターンは、区間Ｙ内の他のポイントで検知された振動パターンと比べて、周波数ピークが発生する周波数が高周波側にシフトしている。そのため、判定部２２は、ポイントＸで劣化が生じている、又は、破損の予兆があると判断する。なお、ポイントＸの位置は、例えば、上述した方法Ｃ１又はＣ２のいずれかを利用して、特定すれば良い。
　なお、図２５の例では、図１０及び図１１に示されるような振動パターンを抽出していたが、これには限定されず、他の振動パターンを抽出しても良い。
＜実施の形態４＞
　続いて、図２６を参照して、本実施の形態４に係る光ファイバセンシングシステムの構成例について説明する。
　図２６に示されるように、本実施の形態４に係る光ファイバセンシングシステムは、上述した実施の形態１～３の構成と比較して、表示部４０が追加されている点と、光ファイバセンシング機器２０に報知部２３が追加されている点が異なる。
　報知部２３は、判定部２２が配管３０の破損の予兆を検知した場合、アラートを報知する。このとき、報知部２３は、配管３０の破損の予兆を検知した位置を通知しても良い。報知先は、例えば、配管３０を監視する監視システムや、配管３０を監視する監視室等にある監視端末や、ユーザ端末としても良い。また、報知方法は、例えば、報知先のディスプレイやモニター等の表示部４０にＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を表示する方法でも良い。また、報知方法は、報知先の不図示のスピーカからメッセージを音声出力する方法でも良い。
　また、報知部２３は、配管３０に敷設されている光ファイバ１０が敷設された位置を示す情報と、地図情報と、を対応付けて記憶しても良い。そして、報知部２３は、判定部２２が配管３０の破損の予兆を検知した場合、表示部４０が表示する地図上に、配管３０の破損の予兆を検知した位置をマッピングして表示しても良い。図２７に、地図上に、配管３０の破損の予兆を検知した位置をマッピングして表示するＧＵＩ画面の例を示す。図２７の例では、地図上に、光ファイバ１０が敷設された位置をマッピングして表示すると共に、配管３０の破損の予兆を検知した位置Ｘをマッピングして表示している。このとき、報知部２３は、配管３０の破損の予兆を検知した位置の現時点での劣化状態を表示しても良い。なお、図２７に示される地図は、必要に応じて、拡大及び縮小することが可能である。
　続いて、図２８を参照して、本実施の形態４に係る光ファイバセンシングシステムの動作例について説明する。
　図２８に示されるように、まず、図２３のステップＳ４１～Ｓ４６と同様のステップＳ６１～Ｓ６６が行われる。
　判定部２２が、ステップＳ６４で配管３０の破損の予兆を検知し（ステップＳ６５のＹｅｓ）、配管３０の破損の予兆を検知した位置を特定した場合（ステップＳ６６）、続いて、報知部２３は、アラートを報知する（ステップＳ６７）。この報知は、例えば、上述した図２７に示されるＧＵＩ画面を利用して、行えば良い。
　なお、図２８に示される動作例は一例であって、これには限定されない。図２８に示される動作例は、例えば、図２４に示されるような動作例に図２８に示されるステップＳ６７を追加したものに変形しても良い。
　また、図２８の例では、報知部２３は、配管３０の破損の予兆を検知した場合にのみ、アラートを報知していたが、これには限定されない。例えば、報知部２３は、配管３０の劣化状態を判定した結果、劣化度が閾値以上である場合にアラートを報知してもいし、劣化度にかかわらず、配管３０の劣化状態を判定した結果を報知しても良い。また、報知部２３は、図２７と同様に、表示部４０が表示する地図上に、配管３０の劣化度が閾値以上である位置や配管３０の劣化状態を判定した位置をマッピングして表示しても良い。
　上述したように本実施の形態４によれば、判定部２２が、配管３０の破損の予兆を検知した場合、報知部２３は、アラートを報知する。これにより、配管３０の破損の予兆を検知したことを、配管３０を監視する監視システムや監視室等に知らせることができる。
　その他の効果は、上述した実施の形態１と同様である。
＜他の実施の形態＞
　上述した実施の形態では、判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンに基づいて、配管３０の劣化状態を判定していた。判定部２２は、配管３０について予め記憶されている配管情報をさらに加味して、配管３０の劣化状態を判定しても良い。配管情報は、例えば、配管３０の材質、太さ、配管３０を流れる物質の種類、配管３０を流れる物質の流量等である。これにより、判定精度の向上が図れる。なお、配管情報を加味するには、例えば、配管３０の劣化状態の判定に上述した方法Ａ１を用いる場合、配管情報に応じてマッチング用パターンを変更することが考えられる。また、配管３０の劣化状態の判定に上述した方法Ａ２を用いる場合、配管情報に応じて学習モデルを変更することが考えられる。
　また、判定部２２は、上述した配管情報のうち配管３０を流れる物質の種類及び流量については、光ファイバ１０が検知した振動の振動パターンに基づいて、判定しても良い。この判定方法としては、上述した方法Ａ１のようにパターンマッチングを利用する方法、上述した方法Ａ２のように学習モデルを利用する方法等が考えられる。また、光ファイバ１０は、振動だけでなく、音や温度を検知することも可能である。そのため、判定部２２は、光ファイバ１０が検知した振動、音、及び温度の少なくとも１つを用いて、配管３０を流れる物質の種類を判定しても良い。
　また、上述した実施の形態では、光ファイバセンシング機器２０に複数の構成要素（受信部２１、判定部２２、及び報知部２３）が設けられているが、これには限定されない。光ファイバセンシング機器２０に設けられていた構成要素は、１つの装置に設けることには限定されず、複数の装置に分散して設けられていても良い。
＜光ファイバセンシング機器のハードウェア構成＞
　続いて以下では、図２９を参照して、光ファイバセンシング機器２０を実現するコンピュータ５０のハードウェア構成について説明する。
　図２９に示されるように、コンピュータ５０は、プロセッサ５０１、メモリ５０２、ストレージ５０３、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）５０４、及び通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）５０５等を備える。プロセッサ５０１、メモリ５０２、ストレージ５０３、入出力インタフェース５０４、及び通信インタフェース５０５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５０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の演算処理装置である。メモリ５０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリである。ストレージ５０３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはメモリカード等の記憶装置である。また、ストレージ５０３は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリであっても良い。
　ストレージ５０３は、光ファイバセンシング機器２０が備える構成要素（受信部２１、判定部２２、及び報知部２３）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５０１は、これら各プログラムを実行することで、光ファイバセンシング機器２０が備える構成要素の機能をそれぞれ実現する。ここで、プロセッサ５０１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５０２上に読み出してから実行しても良いし、メモリ５０２上に読み出さずに実行しても良い。また、メモリ５０２やストレージ５０３は、光ファイバセンシング機器２０が備える構成要素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５０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-ROM）、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良い。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５０４は、表示装置５０４１、入力装置５０４２、音出力装置５０４３等と接続される。表示装置５０４１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、モニターのような、プロセッサ５０１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５０４２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、及びタッチセンサ等である。表示装置５０４１及び入力装置５０４２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。音出力装置５０４３は、スピーカのような、プロセッサ５０１により処理された音響データに対応する音を音響出力する装置である。
　通信インタフェース５０５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５０５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。
　以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述した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。
　例えば、上述した実施の形態は、一部又は全部を相互に組み合わせて用いても良い。
　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）
　配管に敷設された光ファイバと、
　前記光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信部と、
　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定部と、
　を備える、光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記２）
　前記判定部は、前記劣化状態に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知する、
　付記１に記載の光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記３）
　前記判定部は、前記光信号に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知した位置を特定する、
　付記２に記載の光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記４）
　前記判定部は、前記光信号から前記配管の複数の箇所における振動パターンを抽出し、
　前記配管の複数の箇所における振動パターンに基づいて、前記複数の箇所のうち少なくとも１箇所の劣化状態を判定する、
　付記１乃至３のいずれか１項に記載の光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記５）
　前記判定部は、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを、マッチング用パターンと比較し、該比較結果に基づいて、前記配管の劣化状態を判定する、
　付記１から４のいずれか１項に記載の光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記６）
　前記判定部は、前記配管を流れる物質に応じて、前記マッチング用パターンを変更する、
　付記５に記載の光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記７）
　前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、アラートを報知する報知部をさらに備える、
　付記３に記載の光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記８）
　表示部をさらに備え、
　前記報知部は、前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、前記配管の破損の予兆を検知した位置をマッピングして前記表示部に表示する、
　付記７に記載の光ファイバセンシングシステム。
　　　（付記９）
　配管に敷設された光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信部と、
　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定部と、
　を備える、光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１０）
　前記判定部は、前記劣化状態に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知する、
　付記９に記載の光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１１）
　前記判定部は、前記光信号に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知した位置を特定する、
　付記１０に記載の光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１２）
　前記判定部は、前記光信号から前記配管の複数の箇所における振動パターンを抽出し、
　前記配管の複数の箇所における振動パターンに基づいて、前記複数の箇所のうち少なくとも１箇所の劣化状態を判定する、
　付記９から１１のいずれか１項に記載の光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１３）
　前記判定部は、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを、マッチング用パターンと比較し、該比較結果に基づいて、前記配管の劣化状態を判定する、
　付記９から１２のいずれか１項に記載の光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１４）
　前記判定部は、前記配管を流れる物質に応じて、前記マッチング用パターンを変更する、
　付記１３に記載の光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１５）
　前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、アラートを報知する報知部をさらに備える、
　付記１１に記載の光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１６）
　前記報知部は、前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、前記配管の破損の予兆を検知した位置をマッピングして表示部に表示する、
　付記１５に記載の光ファイバセンシング機器。
　　　（付記１７）
　光ファイバセンシングシステムによる配管劣化検知方法であって、
　配管に敷設された光ファイバが振動を検知するステップと、
　前記光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信ステップと、
　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定ステップと、
　を含む、配管劣化検知方法。
　　　（付記１８）
　前記判定ステップでは、前記劣化状態に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知する、
　付記１７に記載の配管劣化検知方法。
　　　（付記１９）
　前記判定ステップでは、前記光信号に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知した位置を特定する、
　付記１８に記載の配管劣化検知方法。
　　　（付記２０）
　前記判定ステップでは、
　前記光信号から前記配管の複数の箇所における振動パターンを抽出し、
　前記配管の複数の箇所における振動パターンに基づいて、前記複数の箇所のうち少なくとも１箇所の劣化状態を判定する、
　付記１７から１９のいずれか１項に記載の配管劣化検知方法。
　　　（付記２１）
　前記判定ステップでは、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを、マッチング用パターンと比較し、該比較結果に基づいて、前記配管の劣化状態を判定する、
　付記１７から２０のいずれか１項に記載の配管劣化検知方法。
　　　（付記２２）
　前記判定ステップでは、前記配管を流れる物質に応じて、前記マッチング用パターンを変更する、
　付記２１に記載の配管劣化検知方法。
　　　（付記２３）
　前記判定ステップで前記配管の破損の予兆を検知した場合、アラートを報知する報知ステップをさらに含む、
　付記１９に記載の配管劣化検知方法。
　　　（付記２４）
　前記報知ステップでは、前記判定ステップで前記配管の破損の予兆を検知した場合、前記配管の破損の予兆を検知した位置をマッピングして表示部に表示する、
　付記２３に記載の配管劣化検知方法。
　この出願は、２０１９年７月１６日に出願された日本出願特願２０１９－１３１４９５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　光ファイバ
　２０　光ファイバセンシング機器
　２１　受信部
　２２　判定部
　２３　報知部
　３０　配管
　３１Ａ～３１Ｃ　柱
　４０　表示部
　５０　コンピュータ
　５０１　プロセッサ
　５０２　メモリ
　５０３　ストレージ
　５０４　入出力インタフェース
　５０４１　表示装置
　５０４２　入力装置
　５０４３　音出力装置
　５０５　通信インタフェース

Claims (24)

  1. 　配管に敷設された光ファイバと、
    　前記光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信部と、
    　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定部と、
    　を備える、光ファイバセンシングシステム。
  2. 　前記判定部は、前記劣化状態に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知する、
    　請求項１に記載の光ファイバセンシングシステム。
  3. 　前記判定部は、前記光信号に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知した位置を特定する、
    　請求項２に記載の光ファイバセンシングシステム。
  4. 　前記判定部は、前記光信号から前記配管の複数の箇所における振動パターンを抽出し、
    　前記配管の複数の箇所における振動パターンに基づいて、前記複数の箇所のうち少なくとも１箇所の劣化状態を判定する、
    　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ファイバセンシングシステム。
  5. 　前記判定部は、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを、マッチング用パターンと比較し、該比較結果に基づいて、前記配管の劣化状態を判定する、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバセンシングシステム。
  6. 　前記判定部は、前記配管を流れる物質に応じて、前記マッチング用パターンを変更する、
    　請求項５に記載の光ファイバセンシングシステム。
  7. 　前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、アラートを報知する報知部をさらに備える、
    　請求項３に記載の光ファイバセンシングシステム。
  8. 　表示部をさらに備え、
    　前記報知部は、前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、前記配管の破損の予兆を検知した位置をマッピングして前記表示部に表示する、
    　請求項７に記載の光ファイバセンシングシステム。
  9. 　配管に敷設された光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信部と、
    　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定部と、
    　を備える、光ファイバセンシング機器。
  10. 　前記判定部は、前記劣化状態に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知する、
    　請求項９に記載の光ファイバセンシング機器。
  11. 　前記判定部は、前記光信号に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知した位置を特定する、
    　請求項１０に記載の光ファイバセンシング機器。
  12. 　前記判定部は、前記光信号から前記配管の複数の箇所における振動パターンを抽出し、
    　前記配管の複数の箇所における振動パターンに基づいて、前記複数の箇所のうち少なくとも１箇所の劣化状態を判定する、
    　請求項９から１１のいずれか１項に記載の光ファイバセンシング機器。
  13. 　前記判定部は、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを、マッチング用パターンと比較し、該比較結果に基づいて、前記配管の劣化状態を判定する、
    　請求項９から１２のいずれか１項に記載の光ファイバセンシング機器。
  14. 　前記判定部は、前記配管を流れる物質に応じて、前記マッチング用パターンを変更する、
    　請求項１３に記載の光ファイバセンシング機器。
  15. 　前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、アラートを報知する報知部をさらに備える、
    　請求項１１に記載の光ファイバセンシング機器。
  16. 　前記報知部は、前記判定部が前記配管の破損の予兆を検知した場合、前記配管の破損の予兆を検知した位置をマッピングして表示部に表示する、
    　請求項１５に記載の光ファイバセンシング機器。
  17. 　光ファイバセンシングシステムによる配管劣化検知方法であって、
    　配管に敷設された光ファイバが振動を検知するステップと、
    　前記光ファイバから、前記光ファイバが検知した振動が重畳された光信号を受信する受信ステップと、
    　前記光信号から、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを抽出し、抽出した振動パターンに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する判定ステップと、
    　を含む、配管劣化検知方法。
  18. 　前記判定ステップでは、前記劣化状態に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知する、
    　請求項１７に記載の配管劣化検知方法。
  19. 　前記判定ステップでは、前記光信号に基づいて、前記配管の破損の予兆を検知した位置を特定する、
    　請求項１８に記載の配管劣化検知方法。
  20. 　前記判定ステップでは、
    　前記光信号から前記配管の複数の箇所における振動パターンを抽出し、
    　前記配管の複数の箇所における振動パターンに基づいて、前記複数の箇所のうち少なくとも１箇所の劣化状態を判定する、
    　請求項１７から１９のいずれか１項に記載の配管劣化検知方法。
  21. 　前記判定ステップでは、前記光ファイバが検知した振動の振動パターンを、マッチング用パターンと比較し、該比較結果に基づいて、前記配管の劣化状態を判定する、
    　請求項１７から２０のいずれか１項に記載の配管劣化検知方法。
  22. 　前記判定ステップでは、前記配管を流れる物質に応じて、前記マッチング用パターンを変更する、
    　請求項２１に記載の配管劣化検知方法。
  23. 　前記判定ステップで前記配管の破損の予兆を検知した場合、アラートを報知する報知ステップをさらに含む、
    　請求項１９に記載の配管劣化検知方法。
  24. 　前記報知ステップでは、前記判定ステップで前記配管の破損の予兆を検知した場合、前記配管の破損の予兆を検知した位置をマッピングして表示部に表示する、
    　請求項２３に記載の配管劣化検知方法。
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