WO2022201342A1 - 雷撃検出装置、雷撃検出システム及び雷撃検出方法 - Google Patents

雷撃検出装置、雷撃検出システム及び雷撃検出方法 Download PDF

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WO2022201342A1
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lightning strike
lightning
optical fiber
optical signal
detection
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幸英 依田
洸遥 森
忠行 岩野
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日本電気株式会社
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    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the present disclosure relates to lightning detection devices and the like.
  • Patent Document 1 discloses a technique for detecting the location of an accident in an overhead transmission line. That is, in the technique described in Patent Document 1, an accident detection device and an impact application device are installed on each steel tower that supports an optical fiber composite ground wire (OPGW). Orientation devices are installed at both ends of the OPGW. More specifically, a primary orientation device is installed at one end of the OPGW, and a secondary orientation device is installed at the other end of the OPGW (paragraphs [0026] to [0028] of Patent Document 1, FIG. 1 etc.).
  • OPGW optical fiber composite ground wire
  • the corresponding impact application device applies an impact to the OPGW.
  • the application of such a shock changes the polarization state of light propagating through the optical fiber of the OPGW.
  • the locating device locates the pylon where the occurrence of the accident has been detected by obtaining the position where the change in the state of polarization has occurred. As a result, the position where the accident occurred is located (see claim 1, paragraph [0029], paragraphs [0035] to [0045], etc. of Patent Document 1).
  • Patent Document 1 also discloses a technique for locating the location of a lightning strike on an overhead power transmission line.
  • the method of locating the location of the lightning strike is the same as the method of locating the location of the accident (claim 6 of Patent Document 1, paragraphs [0046] to [0048], See Fig. 6, etc.).
  • Patent Document 1 In the technique described in Patent Document 1, a dedicated device (more specifically, an accident detection device, an impact application device, etc.) is installed on each steel tower (see Figs. 1 and 6 of Patent Document 1). There is a problem that the configuration of the system is complicated by including these devices.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a lightning detection device or the like that can detect the occurrence of a lightning strike with a simple system configuration that eliminates the need for these devices. aim.
  • An embodiment of the lightning detection apparatus includes optical signal receiving means for receiving an optical signal including sensing information from an optical fiber network for detecting sensing information, and an optical fiber network using the sensing information included in the optical signal.
  • lightning detection means for detecting the occurrence of a lightning strike in the sensor, the sensing information indicates at least the vibration pattern of the lightning strike, and the lightning detection means detects the occurrence of the lightning strike based on the vibration pattern.
  • An embodiment of the lightning detection system includes optical signal receiving means for receiving an optical signal including sensing information from an optical fiber network for detecting sensing information, and an optical fiber network using the sensing information included in the optical signal.
  • lightning detection means for detecting the occurrence of a lightning strike in the sensor, the sensing information indicates at least the vibration pattern of the lightning strike, and the lightning detection means detects the occurrence of the lightning strike based on the vibration pattern.
  • the optical signal receiving means receives an optical signal including sensing information from an optical fiber network that detects sensing information, and the lightning strike detection means receives the sensing information included in the optical signal.
  • the sensing information indicates at least the vibration pattern of the lightning strike, and the lightning detection means detects the occurrence of the lightning strike based on the vibration pattern.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a state in which optical fiber cables are installed on a plurality of steel towers by an aerial method.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the essential parts of the lightning strike detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the hardware configuration of the main part of the lightning detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing another hardware configuration of the main part of the lightning detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing another hardware configuration of the main part of the lightning detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the lightning detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a state in which optical fiber cables are installed on a plurality of steel towers by an aerial method.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the essential parts of the lightning strike detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the hardware configuration of
  • FIG. 7A is an explanatory diagram showing an example of a frequency spectrum corresponding to a vibration pattern when no lightning strike occurs.
  • FIG. 7B is an explanatory diagram showing an example of a frequency spectrum corresponding to a vibration pattern when a lightning strike occurs.
  • FIG. 8A is an explanatory diagram showing an example of a time waveform corresponding to a vibration pattern when no lightning strike occurs.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram showing an example of a time waveform corresponding to a vibration pattern when a lightning strike occurs.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of an image displayed by the lightning strike detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the essential parts of another lightning detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing essential parts of another lightning detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a state in which optical fiber cables are installed on a plurality of steel towers by an aerial method.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the essential parts of the lightning strike detection system according to the first embodiment. A lightning detection system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a state in which optical fiber cables are installed on a plurality of steel towers by an aerial method.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the essential parts of the lightning strike detection system according to the first embodiment. A lightning detection system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a state in which optical fiber cables are installed on a plurality of steel towers by an aerial method.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the essential parts of the lightning strike detection system according to the first embodiment. A lightning detection system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1
  • an optical fiber cable 2 is laid by an aerial method via N steel towers 1_1 to 1_N.
  • N is an integer of 2 or more.
  • N 3.
  • the towers 1_1 to 1_N are for transmission or distribution.
  • the optical fiber cable 2 is, for example, a communication optical fiber cable provided inside an existing overhead ground wire. That is, the optical fiber cable 2 uses, for example, an existing OPGW.
  • the main part of the optical fiber network 3 is configured by the optical fiber cable 2 .
  • the optical fiber network 3 may include other optical fiber cables (not shown) in addition to the optical fiber cables 2 .
  • the fiber optic network 3 may include one fiber optic cable 2 or may include multiple fiber optic cables.
  • the other optical fiber cable uses an optical fiber cable similar to the optical fiber cable 2 . That is, the other optical fiber cable may be laid by a construction method via a plurality of steel towers (not shown). An example in which the optical fiber network 3 includes one optical fiber cable 2 will be mainly described below.
  • the individual optical fiber cables included in the optical fiber network 3 can be used for optical fiber sensing.
  • individual fiber optic cables included in the fiber optic network 3 can be used for vibration, sound or temperature detection by Distributed Fiber Optic Sensing (DFOS).
  • DFOS Distributed Fiber Optic Sensing
  • information detected by optical fiber sensing using the optical fiber network 3 may be collectively referred to as "sensing information”.
  • the fiber optic network 3 detects sensing information.
  • the lightning detection system 100 includes an optical fiber network 3, a lightning detection device 4 and an output device 5.
  • the lightning strike detection device 4 includes an optical signal transmitter 11 , an optical signal receiver 12 , a lightning strike detector 13 and an output controller 14 .
  • the optical signal transmitter/receiver 11 and the optical signal receiver 12 constitute a main part of the optical signal transmitter/receiver 15 .
  • the optical signal transmitter 11 outputs a pulsed optical signal to the optical fiber cable 2 .
  • the output optical signal is input to the optical fiber cable 2 and propagates inside the optical fiber cable 2 .
  • backscattered light is generated inside the optical fiber cable 2 .
  • the optical signal receiver 12 receives an optical signal corresponding to the generated backscattered light.
  • the received optical signal contains sensing information for the DFOS.
  • the optical signal transmitter/receiver 15 may include a device (not shown) for separating the optical signal output by the optical signal transmitter 11 and the optical signal received by the optical signal receiver 12. good.
  • the optical signal transmitter/receiver 15 may include an optical circulator (not shown) provided between the optical signal transmitter 11 , the optical fiber cable 2 and the optical signal receiver 12 .
  • the lightning strike detection unit 13 uses sensing information included in the optical signal received by the optical signal reception unit 12 to detect the occurrence of a lightning strike in the optical fiber network 3 . More specifically, the lightning detection unit 13 detects whether or not a lightning strike has occurred in the optical fiber network 3, and also detects the position of the lightning strike in the optical fiber network 3 (hereinafter sometimes referred to as "location of occurrence"). do. A specific example of the detection method by the lightning strike detection unit 13 will be described later with reference to FIGS. 7A, 7B, 8A and 8B.
  • the output control unit 14 executes control to output information including the detection result of the lightning detection unit 13 (hereinafter sometimes referred to as "detection result information").
  • An output device 5 is used to output the detection result information.
  • the output device 5 includes, for example, at least one of a display device, an audio output device, and a communication device.
  • the display device uses, for example, a display.
  • the audio output device uses, for example, a speaker.
  • a communication device for example, uses a dedicated transmitter and receiver.
  • the output control unit 14 executes control to display the image I corresponding to the detection result information.
  • a display device of the output device 5 is used for displaying the image I.
  • the output control unit 14 executes control to output a sound corresponding to the detection result information.
  • An audio output device among the output devices 5 is used for outputting such audio.
  • the output control unit 14 executes control to transmit a signal corresponding to the detection result information to another system (not shown).
  • a communication device of the output device 5 is used for transmission of such a signal.
  • optical signal transmission unit 11 may be referred to as “optical signal transmission means”.
  • optical signal receiving unit 12 may be referred to as “optical signal receiving means”.
  • lightning detection unit 13 may be referred to as “lightning detection means”.
  • output control unit 14 may be referred to as "output control means”.
  • FIG. 3 the hardware configuration of the main part of the lightning detection device 4 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the lightning detection device 4 uses a computer 21.
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG. 1 of FIG.
  • the computer 21 comprises a transmitter 31, a receiver 32, a processor 33 and a memory 34.
  • the memory 34 stores a program for causing the computer 21 to function as the optical signal transmitter 11, the optical signal receiver 12, the lightning detector 13, and the output controller 14 (a program for causing the transmitter 31 to function as the optical signal transmitter 11). and a program for causing the receiver 32 to function as the optical signal receiving section 12).
  • the processor 33 reads and executes programs stored in the memory 34 . As a result, the function F1 of the optical signal transmitter 11, the function F2 of the optical signal receiver 12, the function F3 of the lightning detector 13, and the function F4 of the output controller 14 are realized.
  • the computer 21 comprises a transmitter 31, a receiver 32 and a processing circuit 35, as shown in FIG.
  • the processing circuit 35 performs processing for causing the computer 21 to function as the optical signal transmitter 11 , the optical signal receiver 12 , the lightning detector 13 and the output controller 14 (processing for causing the transmitter 31 to function as the optical signal transmitter 11 ). processing and processing for causing the receiver 32 to function as the optical signal receiving unit 12). Thereby, functions F1 to F4 are realized.
  • the computer 21 comprises a transmitter 31, a receiver 32, a processor 33, a memory 34 and a processing circuit 35.
  • some of the functions F1 to F4 are implemented by the processor 33 and the memory 34, and the rest of the functions F1 to F4 are implemented by the processing circuit 35.
  • FIG. 5 shows that some of the functions F1 to F4 are implemented by the processor 33 and the memory 34, and the rest of the functions F1 to F4 are implemented by the processing circuit 35.
  • the processor 33 is composed of one or more processors.
  • the individual processors use, for example, CPUs (Central Processing Units), GPUs (Graphics Processing Units), microprocessors, microcontrollers, or DSPs (Digital Signal Processors).
  • CPUs Central Processing Units
  • GPUs Graphics Processing Units
  • microprocessors microcontrollers
  • DSPs Digital Signal Processors
  • the memory 34 is composed of one or more memories. Individual memories include, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), hard disk drive, solid state drive, solid state memory Flexible discs, compact discs, DVDs (Digital Versatile Discs), Blu-ray discs, MO (Magneto Optical) discs, or mini discs are used.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), hard disk drive, solid state drive, solid state memory Flexible discs, compact discs, DVDs (Digital Versatile Discs), Blu-ray discs, MO (Magneto Optical) discs, or mini discs are used.
  • the processing circuit 35 is composed of one or more processing circuits. Individual processing circuits use, for example, ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), SoC (System a Chip), or system LSI (Large Scale) is.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • SoC System a Chip
  • system LSI Large Scale Scale
  • the processor 33 may include a dedicated processor corresponding to each of the functions F1-F4.
  • Memory 34 may include dedicated memory corresponding to each of functions F1-F4.
  • the processing circuitry 35 may include dedicated processing circuitry corresponding to each of the functions F1-F4.
  • the lightning detection unit 13 uses sensing information included in the optical signal received by the optical signal reception unit 12 to detect a lightning strike in the optical fiber network 3 (step ST1). More specifically, the lightning detector 13 detects whether or not a lightning strike has occurred in the optical fiber network 3 . Alternatively, the lightning strike detector 13 detects whether or not a lightning strike has occurred in the optical fiber network 3 and also detects the location of the lightning strike in the optical fiber network 3 .
  • the output control unit 14 executes control to output information including the detection result in step ST1 (ie, detection result information) (step ST2).
  • the image I corresponding to the detection result information is displayed, the sound corresponding to the detection result information is output, or the signal corresponding to the detection result information is transmitted.
  • the fiber optic network 3 can be used for vibration detection by DFOS. More specifically, the vibration intensity for each frequency component at an arbitrary point on the optical fiber cable 2 is detected in time series.
  • the sensing information includes data (hereinafter sometimes referred to as "vibration data") indicating such a vibration pattern (hereinafter sometimes referred to as "vibration pattern"). That is, the vibration pattern is a pattern that indicates at least one of the variation of vibration intensity with respect to time and the distribution of vibration intensity with respect to frequency.
  • the sensing information includes vibration data indicating the vibration pattern of the lightning strike. That is, at an arbitrary point of the optical fiber cable 2, the vibration pattern when a lightning strike occurs differs from the vibration pattern when no lightning strike occurs.
  • FIG. 7A shows an example of the frequency spectrum FS_1 corresponding to the vibration pattern at a specific point of the optical fiber cable 2 when no lightning strike occurs.
  • P_1 in FIG. 7A indicates a peak portion in the frequency spectrum FS_1.
  • FIG. 7B shows an example of the frequency spectrum FS_2 corresponding to the vibration pattern at such a specific point when there is a lightning strike.
  • P_2 in FIG. 7B indicates a peak portion in the frequency spectrum FS_2.
  • the shape of the frequency spectrum FS_2 when a lightning strike normally occurs differs from the shape of the frequency spectrum FS_1 when no lightning strike occurs. More specifically, the peak frequency in the frequency spectrum FS_2 when a lightning strike occurs is different from the peak frequency in the frequency spectrum FS_1 when no lightning strike occurs. Also, the peak value in the frequency spectrum FS_2 when a lightning strike occurs differs from the peak value in the frequency spectrum FS_1 when no lightning strike occurs.
  • FIG. 8A shows an example of a time waveform TW_1 corresponding to a vibration pattern at a specific point of the optical fiber cable 2 when no lightning strike occurs.
  • T_1 in FIG. 8A indicates the damping time when instantaneous vibration occurs due to a factor other than lightning strikes (for example, wind).
  • FIG. 8B shows an example of a time waveform TW_2 corresponding to a vibration pattern at such a specific point when a lightning strike occurs.
  • T_2 in FIG. 8B indicates the attenuation time when instantaneous vibration occurs due to a lightning strike.
  • the shape of the time waveform TW_2 when a lightning strike normally occurs differs from the shape of the time waveform TW_1 when no lightning strike occurs. More specifically, the attenuation time T_2 in the time waveform TW_2 when a lightning strike occurs is different from the attenuation time T_1 in the time waveform TW_1 when no lightning strike occurs.
  • the vibration pattern when lightning strike does not occur and the vibration pattern when lightning strike occurs at an arbitrary point on the optical fiber cable 2 are identified.
  • a model is prepared in advance. Such models are generated using, for example, machine learning.
  • the lightning strike detector 13 inputs the vibration data included in the sensing information corresponding to each point of the optical fiber cable 2 to the model.
  • such a model outputs information indicating whether the vibration pattern indicated by the input vibration data is the vibration pattern when a lightning strike occurs or the vibration pattern when a lightning strike does not occur. do.
  • data indicating a vibration pattern (hereinafter referred to as "reference pattern") equivalent to the vibration pattern when a lightning strike occurs is prepared in advance for an arbitrary point on the optical fiber cable 2 .
  • reference pattern data indicating a vibration pattern
  • Such data is generated, for example, by generating an artificial vibration that simulates a lightning strike.
  • the lightning detector 13 compares the vibration pattern indicated by the vibration data included in the sensing information corresponding to each point of the optical fiber cable 2 with the reference pattern indicated by the data. That is, the lightning detector 13 performs so-called "pattern matching". As a result, it is detected whether or not a lightning strike has occurred at each point of the optical fiber cable 2 . In other words, the presence or absence of a lightning strike on the optical fiber cable 2 is detected, and the location of the lightning strike on the optical fiber cable 2 is also detected.
  • an image I indicating that a lightning strike has occurred may be displayed.
  • the image I may indicate the location of the lightning strike.
  • FIG. 9 shows an example of such an image I.
  • the image I includes a map image I_1 of the area where the optical fiber cable 2 is laid.
  • the map image I_1 may be enlarged or reduced by inputting an operation using an operation input device (for example, a mouse or a touch panel) (not shown).
  • a linear image I_2 corresponding to the optical fiber cable 2 is superimposed on the map image I_1.
  • the color of the portion i corresponding to the position where the lightning strike occurred in the image I_2 is different from the color of the other portions in the image I_2.
  • a user of the lightning strike detection system 100 can easily visually know the position where the lightning strike occurred by viewing the image I.
  • the occurrence of a lightning strike in the optical fiber network 3 can be detected by using the lightning strike detection system 100 . More specifically, it is possible to detect whether or not such a lightning strike has occurred, and to detect the position where such a lightning strike has occurred. A so-called “remote” detection can then be realized. In other words, it is possible to eliminate the need for a worker to patrol or the like in detecting the location of the occurrence of the lightning strike.
  • the occurrence of a lightning strike as described above can be detected by a DFOS using the existing optical fiber cable 2 (for example, an existing OPGW). Therefore, in detecting the occurrence of such a lightning strike, a dedicated device installed on each steel tower 1 is not required. Therefore, it is possible to detect the occurrence of a lightning strike with a simple system configuration as compared with the case of using these devices (for example, the accident detection device and the shock application device in the technology described in Patent Document 1).
  • backscattered light for the optical signal input to the optical fiber cable 2 is used to detect the occurrence of a lightning strike based on the vibration pattern (that is, to detect the occurrence of a lightning strike using the DFOS). Therefore, the occurrence of such a lightning strike can be detected using a device provided at one end of the optical fiber cable 2 (that is, the lightning strike detection device 4). In other words, it is possible to eliminate the need for a dedicated device installed at the other end of the optical fiber cable 2 in detecting the occurrence of such a lightning strike. As a result, it is possible to detect the occurrence of a lightning strike with a simpler system configuration than when using devices installed at both ends of the OPGW (for example, the primary and secondary locating devices in the technology described in Patent Document 1). can be done.
  • the optical fiber network 3 may include multiple optical fiber cables.
  • a plurality of optical signal transmitting/receiving units 15 corresponding to a plurality of optical fiber cables may be provided. That is, each optical signal transmitter/receiver 15 is provided at one end of the corresponding optical fiber cable.
  • the lightning detector 13 detects the occurrence of a lightning strike in each optical fiber cable using sensing information included in the optical signal received by the optical signal receiver 12 of each optical signal transmitter/receiver 15. Also good.
  • optical fiber network 3 The structures that support individual optical fiber cables included in the optical fiber network 3 are not limited to multiple steel towers.
  • the optical fiber network 3 may include optical fiber cables laid by an overhead method via a plurality of utility poles (not shown).
  • the optical signal receiving section 12 and the lightning detection section 13 may constitute the main part of the lightning detection device 4 .
  • the optical signal transmitter 11 and the output controller 14 may be provided outside the lightning detector 4 .
  • the optical signal transmitter 11 may be provided in an optical communication device (not shown) using the optical fiber cable 2 .
  • the main part of the lightning detection system 100 may be configured by the optical signal receiving section 12 and the lightning detection section 13 .
  • the optical fiber cable 2 may be provided outside the lightning detection system 100 .
  • the optical signal transmitter 11 and the output controller 14 may be provided outside the lightning detection system 100 .
  • the output device 5 may be provided outside the lightning detection system 100 .
  • the optical signal transmitter 11 may be provided in an optical communication device (not shown) using the optical fiber cable 2 .
  • the optical signal receiver 12 receives an optical signal including sensing information from the optical fiber network 3 that detects sensing information.
  • the lightning detector 13 detects the occurrence of a lightning strike in the optical fiber network 3 using sensing information included in the optical signal.
  • the sensing information indicates at least the lightning strike vibration pattern.
  • the lightning detector 13 detects the occurrence of a lightning strike based on the vibration pattern. Thereby, occurrence of a lightning strike in the optical fiber network 3 can be detected.
  • the occurrence of such a lightning strike can be detected with a simple system configuration that does not require a dedicated device installed on each steel tower or the like.
  • the lightning detection system 100 may include at least one of the optical signal transmitter 11 and the output controller 14 in addition to the optical signal receiver 12 and the lightning detector 13 (not shown). Each part of the lightning strike detection system 100 may be configured by an independent device. These devices may be geographically or network-distributed. For example, these devices may include edge computers and cloud computers.
  • [Appendix] [Appendix 1] optical signal receiving means for receiving an optical signal containing the sensing information from an optical fiber network for detecting the sensing information; lightning detection means for detecting the occurrence of a lightning strike in the optical fiber network using the sensing information contained in the optical signal; The sensing information indicates at least the vibration pattern of the lightning strike, The lightning detection device, wherein the lightning detection means detects the occurrence of the lightning strike based on the vibration pattern.
  • Appendix 2 2. The lightning detection device according to claim 1, wherein the lightning detection means detects whether or not the lightning strike has occurred, and also detects the location of the lightning strike in the optical fiber network.
  • the lightning detection device according to appendix 1 or appendix 2, wherein the lightning detection means detects the occurrence of the lightning strike by comparing the vibration pattern with a predetermined reference pattern.
  • Appendix 4 3. The lightning detection device according to any one of appendices 1 to 3, wherein information including a result of detection by the lightning detection means is output.
  • optical signal receiving means for receiving an optical signal containing the sensing information from an optical fiber network for detecting the sensing information; lightning detection means for detecting the occurrence of a lightning strike in the optical fiber network using the sensing information contained in the optical signal; The sensing information indicates at least the vibration pattern of the lightning strike,
  • the lightning strike detection system wherein the lightning strike detection means detects the occurrence of the lightning strike based on the vibration pattern.
  • [Appendix 6] 6. The lightning detection system according to appendix 5, wherein the lightning detection means detects whether or not the lightning strike has occurred, and also detects the location of the lightning strike in the optical fiber network.
  • [Appendix 7] The lightning detection system according to appendix 5 or appendix 6, wherein the lightning detection means detects the occurrence of the lightning strike by comparing the vibration pattern with a predetermined reference pattern.
  • [Appendix 8] 8. The lightning detection system according to any one of appendices 5 to 7, wherein information including a result of detection by the lightning detection means is output.
  • An optical signal receiving means receives an optical signal containing the sensing information from an optical fiber network that detects the sensing information; lightning detection means for detecting the occurrence of a lightning strike in the optical fiber network using the sensing information contained in the optical signal; The sensing information indicates at least the vibration pattern of the lightning strike, A lightning strike detection method, wherein the lightning strike detection means detects the occurrence of the lightning strike based on the vibration pattern.
  • a lightning strike detection method wherein the lightning strike detection means detects the occurrence of the lightning strike based on the vibration pattern.
  • the lightning detection means detects whether or not the lightning strike has occurred, and also detects the location of the lightning strike in the optical fiber network.
  • Appendix 12 12.
  • Appendix 16 16.

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Abstract

簡単なシステム構成により雷撃の発生を検出することができる雷撃検出装置等を提供する。雷撃検出装置（４）は、センシング情報を検出する光ファイバネットワーク（３）からセンシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段（１２）と、光信号に含まれるセンシング情報を用いて、光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段（１３）と、を備え、センシング情報は、少なくとも雷撃の振動パターンを示し、雷撃検出手段（１３）は、振動パターンに基づき雷撃の発生を検出する。

Description

雷撃検出装置、雷撃検出システム及び雷撃検出方法
　本開示は、雷撃検出装置等に関する。
　特許文献１には、架空送電線における事故の発生位置を検出する技術が開示されている。すなわち、特許文献１に記載の技術においては、光ファイバ複合架空地線（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｗｉｒｅ，ＯＰＧＷ）を支持する個々の鉄塔に事故検出装置及び衝撃印加装置が設置される。また、ＯＰＧＷの両端部に標定装置が設置される。より具体的には、ＯＰＧＷの一端部に主標定装置が設置されるとともに、ＯＰＧＷの他端部に副標定装置が設置される（特許文献１の段落［００２６］～段落［００２８］、図１等参照）。
　個々の鉄塔において、対応する事故検出装置により事故の発生が検出されたとき、対応する衝撃印加装置がＯＰＧＷに衝撃を印加する。かかる衝撃が印加されることにより、ＯＰＧＷの光ファイバを伝搬する光の偏波状態が変動する。標定装置は、かかる偏波状態の変動が発生した位置を求めることにより、事故の発生が検出された鉄塔を標定する。これにより、事故の発生位置が標定される（特許文献１の請求項１、段落［００２９］、段落［００３５］～段落［００４５］等参照）。
　また、特許文献１には、架空送電線における落雷の発生位置を標定する技術も開示されている。特許文献１に記載の技術において、落雷の発生位置を標定する方法は、事故の発生位置を標定する方法と同様である（特許文献１の請求項６、段落［００４６］～段落［００４８］、図６等参照）。
特開平１０－１７７０５５号公報
　特許文献１に記載の技術においては、個々の鉄塔に専用の装置（より具体的には事故検出装置及び衝撃印加装置など）が設置される（特許文献１の図１、図６等参照）。これらの装置を含むことにより、システムの構成が複雑であるという問題があった。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、これらの装置を不要とした簡単なシステム構成により雷撃の発生を検出することができる雷撃検出装置等を提供することを目的とする。
　本開示に係る雷撃検出装置の一形態は、センシング情報を検出する光ファイバネットワークからセンシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段と、光信号に含まれるセンシング情報を用いて、光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段と、を備え、センシング情報は、少なくとも雷撃の振動パターンを示し、雷撃検出手段は、振動パターンに基づき雷撃の発生を検出するものである。
　本開示に係る雷撃検出システムの一形態は、センシング情報を検出する光ファイバネットワークからセンシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段と、光信号に含まれるセンシング情報を用いて、光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段と、を備え、センシング情報は、少なくとも雷撃の振動パターンを示し、雷撃検出手段は、振動パターンに基づき雷撃の発生を検出するものである。
　本開示に係る雷撃検出方法の一形態は、光信号受信手段が、センシング情報を検出する光ファイバネットワークからセンシング情報を含む光信号を受信し、雷撃検出手段が、光信号に含まれるセンシング情報を用いて、光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出し、センシング情報は、少なくとも雷撃の振動パターンを示し、雷撃検出手段は、振動パターンに基づき雷撃の発生を検出するものである。
　本開示によれば、簡単なシステム構成により雷撃の発生を検出することができる。
図１は、複数本の鉄塔に架空方式により光ファイバケーブルが架設された状態の例を示す説明図である。 図２は、第１実施形態に係る雷撃検出システムの要部を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態に係る雷撃検出装置の要部のハードウェア構成を示すブロック図である。 図４は、第１実施形態に係る雷撃検出装置の要部の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 図５は、第１実施形態に係る雷撃検出装置の要部の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 図６は、第１実施形態に係る雷撃検出装置の動作を示すフローチャートである。 図７Ａは、雷撃の発生がないときの振動パターンに対応する周波数スペクトルの例を示す説明図である。 図７Ｂは、雷撃の発生があるときの振動パターンに対応する周波数スペクトルの例を示す説明図である。 図８Ａは、雷撃の発生がないときの振動パターンに対応する時間波形の例を示す説明図である。 図８Ｂは、雷撃の発生があるときの振動パターンに対応する時間波形の例を示す説明図である。 図９は、第１実施形態に係る雷撃検出システムにより表示される画像の例を示す説明図である。 図１０は、第１実施形態に係る他の雷撃検出装置の要部を示すブロック図である。 図１１は、第１実施形態に係る他の雷撃検出システムの要部を示すブロック図である。
　以下、本開示の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
　図１は、複数本の鉄塔に架空方式により光ファイバケーブルが架設された状態の例を示す説明図である。図２は、第１実施形態に係る雷撃検出システムの要部を示すブロック図である。図１及び図２を参照して、第１実施形態に係る雷撃検出システムについて説明する。
　図１に示す如く、Ｎ本の鉄塔１＿１～１＿Ｎを介する架空方式により、光ファイバケーブル２が敷設されている。ここで、Ｎは、２以上の整数である。図１に示す例においては、Ｎ＝３である。鉄塔１＿１～１＿Ｎは、送電用又は配電用である。光ファイバケーブル２は、例えば、既設の架空地線の内部に設けられた通信用の光ファイバケーブルである。すなわち、光ファイバケーブル２は、例えば、既設のＯＰＧＷを用いたものである。
　図２に示す如く、光ファイバケーブル２により、光ファイバネットワーク３の要部が構成されている。ここで、光ファイバネットワーク３は、光ファイバケーブル２に加えて、他の光ファイバケーブル（不図示）を含むものであっても良い。換言すれば、光ファイバネットワーク３は、１本の光ファイバケーブル２を含むものであっても良く、又は複数本の光ファイバケーブルを含むものであっても良い。当該他の光ファイバケーブルは、光ファイバケーブル２と同様の光ファイバケーブルを用いたものである。すなわち、当該他の光ファイバケーブルは、複数本の鉄塔（不図示）を介する架設方式により敷設されているものであっても良い。以下、光ファイバネットワーク３が１本の光ファイバケーブル２を含む場合の例を中心に説明する。
　光ファイバネットワーク３に含まれる個々の光ファイバケーブルは、光ファイバセンシングに用いられることができる。具体的には、例えば、光ファイバネットワーク３に含まれる個々の光ファイバケーブルは、分散型光ファイバセンシング（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ｏｐｔｉｃ　Ｓｅｎｓｉｎｇ，ＤＦＯＳ）による振動、音又は温度の検出に用いられることができる。以下、光ファイバネットワーク３を用いた光ファイバセンシングにより検出される情報を総称して「センシング情報」ということがある。換言すれば、光ファイバネットワーク３は、センシング情報を検出するものである。
　図２に示す如く、雷撃検出システム１００は、光ファイバネットワーク３、雷撃検出装置４及び出力装置５を含む。雷撃検出装置４は、光信号送信部１１、光信号受信部１２、雷撃検出部１３及び出力制御部１４を備える。光信号送信部１１及び光信号受信部１２により、光信号送受信部１５の要部が構成されている。
　光信号送信部１１は、光ファイバケーブル２にパルス状の光信号を出力する。当該出力された光信号は、光ファイバケーブル２に入力されて、光ファイバケーブル２の内部を伝搬する。このとき、光ファイバケーブル２の内部にて後方散乱光が発生する。光信号受信部１２は、当該発生した後方散乱光に対応する光信号を受信する。当該受信された光信号は、ＤＦＯＳ用のセンシング情報を含む。
　なお、光信号送受信部１５は、光信号送信部１１により出力された光信号と光信号受信部１２により受信される光信号とを分離するためのデバイス（不図示）を含むものであっても良い。例えば、光信号送受信部１５は、光信号送信部１１と光ファイバケーブル２と光信号受信部１２との間に設けられた光サーキュレータ（不図示）を含むものであっても良い。
　雷撃検出部１３は、光信号受信部１２により受信された光信号に含まれるセンシング情報を用いて、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生を検出する。より具体的には、雷撃検出部１３は、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生の有無を検出するとともに、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生位置（以下「発生箇所」ということがある。）を検出する。雷撃検出部１３による検出方法の具体例については、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照して後述する。
　出力制御部１４は、雷撃検出部１３による検出の結果を含む情報（以下「検出結果情報」ということがある。）を出力する制御を実行する。検出結果情報の出力には、出力装置５が用いられる。出力装置５は、例えば、表示装置、音声出力装置及び通信装置のうちの少なくとも一つを含む。表示装置は、例えば、ディスプレイを用いたものである。音声出力装置は、例えば、スピーカを用いたものである。通信装置は、例えば、専用の送信機及び受信機を用いたものである。
　具体的には、例えば、出力制御部１４は、検出結果情報に対応する画像Ｉを表示する制御を実行する。かかる画像Ｉの表示には、出力装置５のうちの表示装置が用いられる。または、例えば、出力制御部１４は、検出結果情報に対応する音声を出力する制御を実行する。かかる音声の出力には、出力装置５のうちの音声出力装置が用いられる。または、例えば、出力制御部１４は、検出結果情報に対応する信号を他のシステム（不図示）に送信する制御を実行する。かかる信号の送信には、出力装置５のうちの通信装置が用いられる。なお、出力装置５のうちの表示装置により表示される画像Ｉの具体例については、図９を参照して後述する。
　このようにして、雷撃検出システム１００の要部が構成されている。
　以下、光信号送信部１１を「光信号送信手段」ということがある。また、光信号受信部１２を「光信号受信手段」ということがある。また、雷撃検出部１３を「雷撃検出手段」ということがある。また、出力制御部１４を「出力制御手段」ということがある。
　次に、図３～図５を参照して、雷撃検出装置４の要部のハードウェア構成について説明する。
　図３～図５の各々に示す如く、雷撃検出装置４は、コンピュータ２１を用いたものである。
　図３に示す如く、コンピュータ２１は、送信機３１、受信機３２、プロセッサ３３及びメモリ３４を備える。メモリ３４は、コンピュータ２１を光信号送信部１１、光信号受信部１２、雷撃検出部１３及び出力制御部１４として機能させるためのプログラム（送信機３１を光信号送信部１１として機能させるためのプログラム及び受信機３２を光信号受信部１２として機能させるためのプログラムを含む。）を記憶する。プロセッサ３３は、メモリ３４に記憶されたプログラムを読み出して実行する。これにより、光信号送信部１１の機能Ｆ１、光信号受信部１２の機能Ｆ２、雷撃検出部１３の機能Ｆ３及び出力制御部１４の機能Ｆ４が実現される。
　または、図４に示す如く、コンピュータ２１は、送信機３１、受信機３２及び処理回路３５を備える。処理回路３５は、コンピュータ２１を光信号送信部１１、光信号受信部１２、雷撃検出部１３及び出力制御部１４として機能させるための処理（送信機３１を光信号送信部１１として機能させるための処理及び受信機３２を光信号受信部１２として機能させるための処理を含む。）を実行する。これにより、機能Ｆ１～Ｆ４が実現される。
　または、図５に示す如く、コンピュータ２１は、送信機３１、受信機３２、プロセッサ３３、メモリ３４及び処理回路３５を備える。この場合、機能Ｆ１～Ｆ４のうちの一部の機能がプロセッサ３３及びメモリ３４により実現されるとともに、機能Ｆ１～Ｆ４のうちの残余の機能が処理回路３５により実現される。
　プロセッサ３３は、１個以上のプロセッサにより構成されている。個々のプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いたものである。
　メモリ３４は、１個以上のメモリにより構成されている。個々のメモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）、ブルーレイディスク、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク又はミニディスクを用いたものである。
　処理回路３５は、１個以上の処理回路により構成されている。個々の処理回路は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ａ　Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を用いたものである。
　なお、プロセッサ３３は、機能Ｆ１～Ｆ４の各々に対応する専用のプロセッサを含むものであっても良い。メモリ３４は、機能Ｆ１～Ｆ４の各々に対応する専用のメモリを含むものであっても良い。処理回路３５は、機能Ｆ１～Ｆ４の各々に対応する専用の処理回路を含むものであっても良い。
　次に、図６に示すフローチャートを参照して、雷撃検出装置４の動作について、雷撃検出部１３及び出力制御部１４の動作を中心に説明する。
　まず、雷撃検出部１３は、光信号受信部１２により受信された光信号に含まれるセンシング情報を用いて、光ファイバネットワーク３における雷撃を検出する（ステップＳＴ１）。より具体体には、雷撃検出部１３は、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生の有無を検出する。または、雷撃検出部１３は、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生の有無を検出するとともに、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生位置を検出する。
　次いで、出力制御部１４は、ステップＳＴ１における検出の結果を含む情報（すなわち検出結果情報）を出力する制御を実行する（ステップＳＴ２）。これにより、検出結果情報に対応する画像Ｉが表示されたり、検出結果情報に対応する音声が出力されたり、又は検出結果情報に対応する信号が送信されたりする。
　次に、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、雷撃検出部１３による検出方法の具体例について説明する。
　上記のとおり、光ファイバネットワーク３は、ＤＦＯＳによる振動の検出に用いられることができる。より具体的には、光ファイバケーブル２の任意の地点における周波数成分毎の振動強度が時系列的に検出される。センシング情報は、かかる振動のパターン（以下「振動パターン」ということがある。）を示すデータ（以下「振動データ」ということがある。）を含むものである。すなわち、振動パターンとは、時間に対する振動強度の変動及び周波数に対する振動強度の分布のうちの少なくとも一方を示すパターンである。
　ここで、光ファイバケーブル２に対する雷撃が発生することにより、特有の振動（すなわち雷撃の振動）が光ファイバケーブル２に発生する。このとき、センシング情報は、かかる雷撃の振動パターンを示す振動データを含むものとなる。すなわち、光ファイバケーブル２の任意の地点において、雷撃の発生があるときの振動パターンは、雷撃の発生がないときの振動パターンと異なるものとなる。
　例えば、図７Ａは、光ファイバケーブル２の特定の地点における、雷撃の発生がないときの振動パターンに対応する周波数スペクトルＦＳ＿１の例を示している。図７ＡにおけるＰ＿１は、周波数スペクトルＦＳ＿１におけるピーク部を示している。他方、図７Ｂは、かかる特定の地点における、雷撃の発生があるときの振動パターンに対応する周波数スペクトルＦＳ＿２の例を示している。図７ＢにおけるＰ＿２は、周波数スペクトルＦＳ＿２におけるピーク部を示している。
　図７Ａ及び図７Ｂに示す如く、通常、雷撃の発生があるときの周波数スペクトルＦＳ＿２の形状は、雷撃の発生がないときの周波数スペクトルＦＳ＿１の形状と異なる。より具体的には、雷撃の発生があるときの周波数スペクトルＦＳ＿２におけるピーク周波数は、雷撃の発生がないときの周波数スペクトルＦＳ＿１におけるピーク周波数と異なる値となる。また、雷撃の発生があるときの周波数スペクトルＦＳ＿２におけるピーク値は、雷撃の発生がないときの周波数スペクトルＦＳ＿１におけるピーク値と異なる値となる。
　また、例えば、図８Ａは、光ファイバケーブル２の特定の地点における、雷撃の発生がないときの振動パターンに対応する時間波形ＴＷ＿１の例を示している。図８ＡにおけるＴ＿１は、落雷と異なる要因（例えば風）により瞬時的な振動が発生したときの減衰時間を示している。他方、図８Ｂは、かかる特定の地点における、雷撃の発生があるときの振動パターンに対応する時間波形ＴＷ＿２の例を示している。図８ＢにおけるＴ＿２は、落雷により瞬時的な振動が発生したときの減衰時間を示している。
　図８Ａ及び図８Ｂに示す如く、通常、雷撃の発生があるときの時間波形ＴＷ＿２の形状は、雷撃の発生がないときの時間波形ＴＷ＿１の形状と異なる。より具体的には、雷撃の発生があるときの時間波形ＴＷ＿２における減衰時間Ｔ＿２は、雷撃の発生がないときの時間波形ＴＷ＿１における減衰時間Ｔ＿１と異なる値となる。
　そこで、これらの特徴（ピーク値、ピーク周波数又は減衰時間）に基づき、光ファイバケーブル２の任意の地点について、雷撃の発生がないときの振動パターンと雷撃の発生があるときの振動パターンとを識別するためのモデルが予め用意される。かかるモデルは、例えば、機械学習を用いて生成される。雷撃検出部１３は、光ファイバケーブル２の各地点に対応するセンシング情報に含まれる振動データを、かかるモデルに入力する。これに対して、かかるモデルは、当該入力された振動データが示す振動パターンが、雷撃の発生があるときの振動パターンであるか雷撃の発生がないときの振動パターンであるかを示す情報を出力する。これにより、光ファイバケーブル２の各地点における雷撃の発生の有無が検出される。換言すれば、光ファイバケーブル２における雷撃の発生の有無が検出されるとともに、光ファイバケーブル２における雷撃の発生位置が検出される。
　または、光ファイバケーブル２の任意の地点について、雷撃の発生があるときの振動パターンと同等の振動パターン（以下「基準パターン」という。）を示すデータが予め用意される。かかるデータは、例えば、雷撃を模した人為的な振動を発生させることにより生成される。雷撃検出部１３は、光ファイバケーブル２の各地点に対応するセンシング情報に含まれる振動データが示す振動パターンを、かかるデータが示す基準パターンと比較する。すなわち、雷撃検出部１３は、いわゆる「パターンマッチング」を実行する。これにより、光ファイバケーブル２の各地点における雷撃の発生の有無が検出される。換言すれば、光ファイバケーブル２における雷撃の発生の有無が検出されるとともに、光ファイバケーブル２における雷撃の発生位置が検出される。
　次に、図９を参照して、出力装置５のうちの表示装置により表示される画像Ｉの具体例について説明する。
　雷撃の発生があることを検出結果情報が示しているとき、雷撃の発生があることを示す画像Ｉが表示されるものであっても良い。これに加えて、雷撃の発生位置を検出結果情報が示しているとき、画像Ｉは、雷撃の発生位置を示すものであっても良い。図９は、かかる画像Ｉの例を示している。
　図９に示す例において、画像Ｉは、光ファイバケーブル２が敷設された地域の地図画像Ｉ＿１を含む。地図画像Ｉ＿１は、図示しない操作入力装置（例えばマウス又はタッチパネル）を用いた操作の入力により拡縮自在であっても良い。地図画像Ｉ＿１においては、光ファイバケーブル２に対応する線状の画像Ｉ＿２が重畳表示されている。画像Ｉ＿２のうちの雷撃の発生位置に対応する部位ｉの色は、画像Ｉ＿２のうちの他の部位の色と異なる。雷撃検出システム１００のユーザは、かかる画像Ｉを見ることにより、雷撃の発生位置を視覚的に容易に知ることができる。
　次に、雷撃検出システム１００を用いることによる効果について説明する。
　上記のとおり、雷撃検出システム１００を用いることにより、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生を検出することができる。より具体的には、かかる雷撃の発生の有無を検出することができるとともに、かかる雷撃の発生位置を検出することができる。このとき、いわゆる「リモート」による検出を実現することができる。すなわち、かかる雷撃の発生位置を検出するにあたり、作業員による巡回等を不要とすることができる。
　また、雷撃検出システム１００においては、既設の光ファイバケーブル２（例えば既設のＯＰＧＷ）を用いたＤＦＯＳにより、上記のような雷撃の発生を検出することができる。このため、かかる雷撃の発生を検出するにあたり、個々の鉄塔１に設置される専用の装置が不要である。したがって、これらの装置（例えば特許文献１に記載の技術における事故検出装置及び衝撃印加装置）を用いる場合に比して、簡単なシステム構成により雷撃の発生を検出することができる。
　また、雷撃検出システム１００においては、振動パターンに基づき雷撃の発生を検出する（すなわちＤＦＯＳにより雷撃の発生を検出する）にあたり、光ファイバケーブル２に入力された光信号に対する後方散乱光が用いられる。このため、光ファイバケーブル２の一端部に設けられた装置（すなわち雷撃検出装置４）を用いて、かかる雷撃の発生を検出することができる。換言すれば、かかる雷撃の発生を検出するにあたり、光ファイバケーブル２の他端部に設置される専用の装置を不要とすることができる。この結果、ＯＰＧＷの両端部に設置される装置（例えば特許文献１に記載の技術における主標定装置及び副標定装置）を用いる場合に比して、簡単なシステム構成により雷撃の発生を検出することができる。
　次に、雷撃検出システム１００の変形例について説明する。
　上記のとおり、光ファイバネットワーク３は、複数本の光ファイバケーブルを含むものであっても良い。この場合、複数本の光ファイバケーブルに対応する複数個の光信号送受信部１５が設けられるものであっても良い。すなわち、個々の光信号送受信部１５は、対応する光ファイバケーブルの一端部に設けられる。雷撃検出部１３は、個々の光信号送受信部１５の光信号受信部１２により受信された光信号に含まれるセンシング情報を用いて、個々の光ファイバケーブルにおける雷撃の発生を検出するものであっても良い。
　次に、雷撃検出システム１００の他の変形例について説明する。
　光ファイバネットワーク３に含まれる個々の光ファイバケーブルを支持する構造物は、複数本の鉄塔に限定されるものではない。例えば、光ファイバネットワーク３は、複数本の電柱（不図示）を介する架空方式により敷設された光ファイバケーブルを含むものであっても良い。
　次に、図１０を参照して、雷撃検出装置４の変形例について説明する。また、図１１を参照して、雷撃検出システム１００の他の変形例について説明する。
　図１０に示す如く、光信号受信部１２及び雷撃検出部１３により雷撃検出装置４の要部が構成されているものであっても良い。この場合、光信号送信部１１及び出力制御部１４は、雷撃検出装置４の外部に設けられるものであっても良い。また、この場合において、光ファイバケーブル２が通信用であるとき、光信号送信部１１は、光ファイバケーブル２を用いる光通信装置（不図示）に設けられるものであっても良い。
　図１１に示す如く、光信号受信部１２及び雷撃検出部１３により雷撃検出システム１００の要部が構成されているものであっても良い。この場合、光ファイバケーブル２は、雷撃検出システム１００の外部に設けられるものであっても良い。また、光信号送信部１１及び出力制御部１４は、雷撃検出システム１００の外部に設けられるものであっても良い。また、出力装置５は、雷撃検出システム１００の外部に設けられるものであっても良い。また、この場合において、光ファイバケーブル２が通信用であるとき、光信号送信部１１は、光ファイバケーブル２を用いる光通信装置（不図示）に設けられるものであっても良い。
　これらの場合であっても、上記のような効果を奏することができる。すなわち、光信号受信部１２は、センシング情報を検出する光ファイバネットワーク３からセンシング情報を含む光信号を受信する。雷撃検出部１３は、光信号に含まれるセンシング情報を用いて、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生を検出する。ここで、センシング情報は、少なくとも雷撃の振動パターンを示す。雷撃検出部１３は、振動パターンに基づき雷撃の発生を検出する。これにより、光ファイバネットワーク３における雷撃の発生を検出することができる。特に、個々の鉄塔等に設置される専用の装置を不要とした簡単なシステム構成により、かかる雷撃の発生を検出することができる。
　なお、雷撃検出システム１００は、光信号受信部１２及び雷撃検出部１３に加えて、光信号送信部１１及び出力制御部１４のうちの少なくとも一方を含むものであっても良い（不図示）。雷撃検出システム１００の各部は、独立した装置により構成されているものであっても良い。これらの装置は、地理的に又はネットワーク的に分散したものであっても良い。例えば、これらの装置は、エッジコンピュータ及びクラウドコンピュータを含むものであっても良い。
　以上、実施形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上記実施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。
　上記の実施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］
　　［付記１］
　センシング情報を検出する光ファイバネットワークから前記センシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段と、
　前記光信号に含まれる前記センシング情報を用いて、前記光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段と、を備え、
　前記センシング情報は、少なくとも前記雷撃の振動パターンを示し、
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンに基づき前記雷撃の発生を検出する
　ことを特徴とする雷撃検出装置。
　　［付記２］
　前記雷撃検出手段は、前記雷撃の発生の有無を検出するとともに、前記光ファイバネットワークにおける前記雷撃の発生箇所を検出することを特徴とする付記１に記載の雷撃検出装置。
　　［付記３］
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンを所定の基準パターンと比較することにより前記雷撃の発生を検出することを特徴とする付記１又は付記２に記載の雷撃検出装置。
　　［付記４］
　前記雷撃検出手段による検出の結果を含む情報が出力されることを特徴とする付記１から付記３のうちのいずれか一つに記載の雷撃検出装置。
　　［付記５］
　センシング情報を検出する光ファイバネットワークから前記センシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段と、
　前記光信号に含まれる前記センシング情報を用いて、前記光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段と、を備え、
　前記センシング情報は、少なくとも前記雷撃の振動パターンを示し、
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンに基づき前記雷撃の発生を検出する
　ことを特徴とする雷撃検出システム。
　　［付記６］
　前記雷撃検出手段は、前記雷撃の発生の有無を検出するとともに、前記光ファイバネットワークにおける前記雷撃の発生箇所を検出することを特徴とする付記５に記載の雷撃検出システム。
　　［付記７］
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンを所定の基準パターンと比較することにより前記雷撃の発生を検出することを特徴とする付記５又は付記６に記載の雷撃検出システム。
　　［付記８］
　前記雷撃検出手段による検出の結果を含む情報が出力されることを特徴とする付記５から付記７のうちのいずれか一つに記載の雷撃検出システム。
　　［付記９］
　光信号受信手段が、センシング情報を検出する光ファイバネットワークから前記センシング情報を含む光信号を受信し、
　雷撃検出手段が、前記光信号に含まれる前記センシング情報を用いて、前記光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出し、
　前記センシング情報は、少なくとも前記雷撃の振動パターンを示し、
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンに基づき前記雷撃の発生を検出する
　ことを特徴とする雷撃検出方法。
　　［付記１０］
　前記雷撃検出手段は、前記雷撃の発生の有無を検出するとともに、前記光ファイバネットワークにおける前記雷撃の発生箇所を検出することを特徴とする付記９に記載の雷撃検出方法。
　　［付記１１］
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンを所定の基準パターンと比較することにより前記雷撃の発生を検出することを特徴とする付記９又は付記１０に記載の雷撃検出方法。
　　［付記１２］
　前記雷撃検出手段による検出の結果を含む情報が出力されることを特徴とする付記９から付記１１のうちのいずれか一つに記載の雷撃検出方法。
　　［付記１３］
　コンピュータを、
　センシング情報を検出する光ファイバネットワークから前記センシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段と、
　前記光信号に含まれる前記センシング情報を用いて、前記光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段と、
　として機能させるためのプログラムが記録された記録媒体であって、
　前記センシング情報は、少なくとも前記雷撃の振動パターンを示し、
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンに基づき前記雷撃の発生を検出する
　ことを特徴とする記録媒体。
　　［付記１４］
　前記雷撃検出手段は、前記雷撃の発生の有無を検出するとともに、前記光ファイバネットワークにおける前記雷撃の発生箇所を検出することを特徴とする付記１３に記載の記録媒体。
　　［付記１５］
　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンを所定の基準パターンと比較することにより前記雷撃の発生を検出することを特徴とする付記１３又は付記１４に記載の記録媒体。
　　［付記１６］
　前記プログラムは、前記コンピュータを、前記雷撃検出手段による検出の結果を含む情報を出力する制御を実行する出力制御手段として機能させることを特徴とする付記１３から付記１５のうちのいずれか一つに記載の記録媒体。
１　鉄塔
２　光ファイバケーブル
３　光ファイバネットワーク
４　雷撃検出装置
５　出力装置
１１　光信号送信部
１２　光信号受信部
１３　雷撃検出部
１４　出力制御部
１５　光信号送受信部
２１　コンピュータ
３１　送信機
３２　受信機
３３　プロセッサ
３４　メモリ
３５　処理回路
１００　雷撃検出システム

Claims (12)

  1. 　センシング情報を検出する光ファイバネットワークから前記センシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段と、
    　前記光信号に含まれる前記センシング情報を用いて、前記光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段と、を備え、
    　前記センシング情報は、少なくとも前記雷撃の振動パターンを示し、
    　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンに基づき前記雷撃の発生を検出する
    　ことを特徴とする雷撃検出装置。
  2. 　前記雷撃検出手段は、前記雷撃の発生の有無を検出するとともに、前記光ファイバネットワークにおける前記雷撃の発生箇所を検出することを特徴とする請求項１に記載の雷撃検出装置。
  3. 　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンを所定の基準パターンと比較することにより前記雷撃の発生を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雷撃検出装置。
  4. 　前記雷撃検出手段による検出の結果を含む情報が出力されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の雷撃検出装置。
  5. 　センシング情報を検出する光ファイバネットワークから前記センシング情報を含む光信号を受信する光信号受信手段と、
    　前記光信号に含まれる前記センシング情報を用いて、前記光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出する雷撃検出手段と、を備え、
    　前記センシング情報は、少なくとも前記雷撃の振動パターンを示し、
    　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンに基づき前記雷撃の発生を検出する
    　ことを特徴とする雷撃検出システム。
  6. 　前記雷撃検出手段は、前記雷撃の発生の有無を検出するとともに、前記光ファイバネットワークにおける前記雷撃の発生箇所を検出することを特徴とする請求項５に記載の雷撃検出システム。
  7. 　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンを所定の基準パターンと比較することにより前記雷撃の発生を検出することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の雷撃検出システム。
  8. 　前記雷撃検出手段による検出の結果を含む情報が出力されることを特徴とする請求項５から請求項７のうちのいずれか１項に記載の雷撃検出システム。
  9. 　光信号受信手段が、センシング情報を検出する光ファイバネットワークから前記センシング情報を含む光信号を受信し、
    　雷撃検出手段が、前記光信号に含まれる前記センシング情報を用いて、前記光ファイバネットワークにおける雷撃の発生を検出し、
    　前記センシング情報は、少なくとも前記雷撃の振動パターンを示し、
    　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンに基づき前記雷撃の発生を検出する
    　ことを特徴とする雷撃検出方法。
  10. 　前記雷撃検出手段は、前記雷撃の発生の有無を検出するとともに、前記光ファイバネットワークにおける前記雷撃の発生箇所を検出することを特徴とする請求項９に記載の雷撃検出方法。
  11. 　前記雷撃検出手段は、前記振動パターンを所定の基準パターンと比較することにより前記雷撃の発生を検出することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の雷撃検出方法。
  12. 　前記雷撃検出手段による検出の結果を含む情報が出力されることを特徴とする請求項９から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の雷撃検出方法。
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