WO2024176642A1 - 判定装置および判定方法 - Google Patents

Abstract

判定装置は、周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力する信号出力部と、前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信する信号受信部と、前記信号受信部により受信された前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を複数取得する取得部と、前記取得部により取得された前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定する判定部とを備える。

Description

判定装置および判定方法

　本開示は、判定装置および判定方法に関する。本出願は、２０２３年２月２２日出願の日本出願第２０２３－０２５６７２号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　従来、伝送線の断線を予測する技術が提案されている。たとえば、特許文献１（特開２００７－３０５４７８号公報）には、以下のような電気ケーブルの断線判定装置が開示されている。すなわち、電気ケーブルの断線判定装置は、複数の電線と前記複数の電線を覆う電気シールド層と前記電気シールド層を覆うシースからなる電気ケーブルと、前記電気シールド層に設けられ導体線とその外周の絶縁層からなる断線判定線と、前記導体線に電気的に接続された電圧源と、前記導体線に電気的に接続された第１の検出器と、前記電気シールド層に電気的に接続された第２の検出器とを備える。

特開２００７－３０５４７８号公報

　本開示の判定装置は、周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力する信号出力部と、前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信する信号受信部と、前記信号受信部により受信された前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を複数取得する取得部と、前記取得部により取得された前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定する判定部とを備える。

　本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える判定装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得たり、判定装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得たり、判定装置を含むシステムとして実現され得る。
判定

図１は、本開示の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る中継装置の構成を示す図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の経時変化の一例を示す図である。 図４は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の経時変化の他の例を示す図である。 本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により算出される位相差θｏｐ，θｓｈと距離Ｌｏｐ，Ｌｓｈとの対応関係を示す図である。 本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により算出される位相差θｏｐ，θｓｈと距離Ｌｏｐ，Ｌｓｈとの対応関係を示す図である。 図７は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の経時変化の他の例を示す図である。 図８は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の一例を示す図である。 図９は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の他の例を示す図である。 図１０は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の他の例を示す図である。 図１１は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の経時変化の一例を示す図である。 図１２は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の経時変化の他の例を示す図である。 図１３は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の経時変化の他の例を示す図である。 図１４は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の一例を示す図である。 図１５は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の他の例を示す図である。 図１６は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の他の例を示す図である。 図１７は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の他の例を示す図である。 図１８は、本開示の実施の形態に係る中継装置が判定処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図１９は、本開示の実施の形態に係る中継装置が判定処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図２０は、本開示の実施の形態に係る中継装置が判定処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

　[本開示が解決しようとする課題]
　特許文献１に記載の技術を超えて、伝送線の異常をより正確に判定することが可能な技術が望まれる。

　本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、伝送線の異常をより正確に判定することが可能な判定装置および判定方法を提供することである。

　[本開示の効果]
　本開示によれば、伝送線の異常をより正確に判定することができる。

　最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

　（１）本開示の実施の形態に係る判定装置は、周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力する信号出力部と、前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信する信号受信部と、前記信号受信部により受信された前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を複数取得する取得部と、前記取得部により取得された前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定する判定部とを備える。

　このように、周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力し、伝送線から受信した応答信号に基づく評価値を取得し、取得した評価値の分布に基づいて伝送線の異常を判定する構成により、複数回取得した評価値の統計に基づいて異常判定を行うことができるので、異常判定の信頼性を向上することができる。したがって、伝送線の異常をより正確に判定することができる。

　（２）上記（１）において、前記判定部は、前記分布が示す統計量の経時変化に基づいて、前記伝送線の異常を判定してもよい。

　このような構成により、たとえば、伝送線の異常が発生していない状態における統計量を基準とする統計量の変化に基づいて、異常の発生および進行をより正確に判定することができる。

　（３）上記（１）または（２）において、前記判定部は、前記分布と、所定の分布との相関に基づいて、前記伝送線の異常を判定してもよい。

　このような構成により、たとえば、伝送線の異常が発生していない状態における分布との相関に基づいて、異常の発生および進行をより正確に判定することができる。

　（３）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記判定部は、前記分布に基づいて、前記伝送線において発生した異常の種類をさらに判定してもよい。

　このような構成により、判定した異常の種類に応じて、伝送線の交換等の保守計画を効率的に行うことができる。

　（５）上記（４）において、前記判定部は、前記伝送線において発生した異常の種類として、前記伝送線の断線、前記伝送線の短絡、および前記伝送線の劣化のうちの少なくともいずれか１つを判定してもよい。

　このような構成により、判定した異常の種類に応じて、伝送線の交換の要否をより正確に判定することができる。

　（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記取得部は、前記振幅に基づく前記評価値である第１評価値と、前記位相に基づく前記評価値である第２評価値とを取得してもよく、前記判定部は、前記第１評価値の分布および前記第２評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定してもよい。

　このような構成により、伝送線の異常をより正確に判定することができる。また、たとえば、伝送線の異常として、伝送線の短絡と劣化とを判定し、伝送線の断線と劣化とを判定することができる。

　（７）上記（６）において、前記判定部は、前記第１評価値の分布および前記第２評価値の分布に基づいて、前記伝送線において発生した異常の種類として、前記伝送線の断線、前記伝送線の短絡、および前記伝送線の劣化を判定してもよい。

　このような構成により、前記第１評価値の分布および前記第２評価値の分布を用いて、伝送線の断線、短絡および劣化を正確に判定することができる。

　（８）上記（６）または（７）において、前記判定部は、前記第２評価値の分布に基づいて、前記伝送線において発生した異常の位置を判定してもよい。

　このような構成により、前記第２評価値の分布を用いて、伝送線の異常の位置を正確に判定することができる。

　（９）本開示の実施の形態に係る判定方法は、周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力するステップと、前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信するステップと、受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を取得するステップと、取得した前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定するステップとを含む。

　このように、周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力し、伝送線から受信した応答信号に基づく評価値を取得し、取得した評価値の分布に基づいて伝送線の異常を判定する方法により、複数回取得した評価値の統計に基づいて異常判定を行うことができるので、異常判定の信頼性を向上することができる。したがって、伝送線の異常をより正確に判定することができる。

　以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

　［構成および基本動作］
　図１は、本開示の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。図１を参照して、通信システム３０１は、中継装置１０１と、複数の通信装置１１１とを備える。

　中継装置１０１は、通信用の伝送線５１を介して各通信装置１１１と１対１で接続されている。より詳細には、伝送線５１は、ケーブル部と、ケーブル部の第１端および第２端にそれぞれ設けられたコネクタ部とを含む。ケーブル部の第１端に設けられたコネクタ部は、中継装置１０１に接続される。ケーブル部の第２端に設けられたコネクタ部は、通信装置１１１に接続される。伝送線５１は、単線であってもよいし、ペア線であってもよい。伝送線５１は、たとえば、イーサネット（登録商標）ケーブルである。

　通信システム３０１は、たとえば車両に搭載される。この場合、通信装置１１１は、たとえば車載ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）である。なお、通信システム３０１は、たとえばホームネットワークまたはファクトリーオートメーションに用いられてもよい。

　中継装置１０１は、通信装置１１１と通信を行うことが可能である。中継装置１０１は、たとえば、異なる伝送線５１に接続された複数の通信装置１１１間でやり取りされる情報を中継する中継処理を行う。また、中継装置１０１は、判定装置として機能し、たとえば定期的に、伝送線５１の異常を判定する判定処理を行う。より詳細には、伝送線５１は、劣化により断線したり、他の電線またはグランドと短絡したりする場合がある。中継装置１０１は、伝送線５１の断線および短絡等を、伝送線５１の異常として判定する。

　〔中継装置〕
　図２は、本開示の実施の形態に係る中継装置の構成を示す図である。図２を参照して、中継装置１０１は、中継部１０と、複数の判定処理部２０と、複数の通信ポート３０とを備える。判定処理部２０は、信号出力部２１と、信号受信部２２と、処理部２３と、記憶部２４とを含む。処理部２３は、取得部の一例であり、かつ判定部の一例である。中継部１０、信号出力部２１、信号受信部２２および処理部２３の一部または全部は、たとえば、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。記憶部２４は、たとえば上記処理回路に含まれる不揮発性メモリである。通信ポート３０は、たとえばコネクタまたは端子である。各通信ポート３０には、伝送線５１のコネクタ部が接続される。

　たとえば、伝送線５１における通信装置１１１側の端部は、インピーダンス整合されている。なお、伝送線５１の当該端部は、正確にインピーダンス整合されている必要はない。

　中継装置１０１は、周波数成分を有する計測信号を伝送線５１へ出力し、計測信号が反射された信号を含む応答信号を伝送線５１から受信する。中継装置１０１は、受信した応答信号の振幅および位相に基づく評価値ＥＶを複数取得する。そして、中継装置１０１は、取得した評価値ＥＶの分布に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。中継装置１０１における処理の詳細については後述する。

　＜中継部＞
　中継部１０は、通信装置１１１間のフレームを中継する中継処理を行う。より詳細には、中継部１０は、ある通信装置１１１から対応の伝送線５１および対応の通信ポート３０経由で受信したフレームを、当該フレームの宛先ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスおよびメッセージＩＤ等の宛先情報に従って他の通信装置１１１へ、対応の通信ポート３０および対応の伝送線５１経由で送信する。すなわち、中継部１０は、通信ポート３０および伝送線５１を介して、フレームを含む通信信号を通信装置１１１との間で送受信する。

　＜判定処理部＞
　たとえば、中継装置１０１は、通信ポート３０の数と同数の判定処理部２０を備える。より詳細には、判定処理部２０は、通信ポート３０に対応して設けられ、対応の通信ポート３０に接続された伝送線５１の異常を判定する判定処理を行う。以下、中継装置１０１における１つの判定処理部２０による判定処理について代表して説明する。

　（信号出力部）
　信号出力部２１は、周波数成分を有する計測信号を伝送線５１へ出力する。より詳細には、信号出力部２１は、交流信号、パルス信号または周波数掃引信号を計測信号として伝送線５１へ出力する。

　たとえば、信号出力部２１は、中継部１０により伝送線５１を介した中継処理が行われない期間において、計測信号を伝送線５１へ対応の通信ポート３０経由で出力する。

　より詳細には、中継部１０は、伝送線５１を介した中継処理を行わない期間を示す期間情報を処理部２３へ出力する。

　処理部２３は、中継部１０から期間情報を受けて、受けた期間情報に基づいて、判定処理を行う判定期間Ｔ１を決定し、決定した判定期間Ｔ１を示す判定指示を信号出力部２１および信号受信部２２へ出力する。

　信号出力部２１は、処理部２３から判定指示を受けて、受けた判定指示が示す判定期間Ｔ１の開始時刻が到来すると、判定期間Ｔ１が満了するまで、伝送線５１へ対応の通信ポート３０経由で計測信号を出力する。

　一例として、信号出力部２１は、周波数ｆの正弦波である計測信号を伝送線５１へ出力する。たとえば、記憶部２４は、複数周期分の正弦波をデジタル変換することにより得られるＮ個のデジタル信号Ｄｓ１を記憶している。すなわち、記憶部２４は、サンプル数がＮである、正弦波に対応するデジタル信号Ｄｓ１を記憶している。Ｎは、２以上の整数である。

　信号出力部２１は、ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｏ　Ａｎａｌｏｇ）変換部を含む。信号出力部２１は、判定期間Ｔ１の開始時刻が到来すると、判定期間Ｔ１が満了するまで、当該ＤＡ変換部の動作クロックの周期に従う出力タイミングにおいて、記憶部２４からデジタル信号Ｄｓ１を取得する。さらに、信号出力部２１は、ＤＡ変換部を用いて当該デジタル信号Ｄｓ１をアナログ変換することにより生成される周波数ｆの計測信号を、通信ポート３０経由で伝送線５１へ出力する。また、信号出力部２１は、取得したデジタル信号Ｄｓ１を処理部２３へ出力する。たとえば、後述するように、周波数ｆは、伝送線５１の長さＬｃに応じて設定される。

　なお、信号出力部２１は、たとえばＤＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）等の信号発生部を含み、当該信号発生部により生成される正弦波を通信ポート３０経由で伝送線５１へ出力する構成であってもよい。

　（信号受信部）
　信号受信部２２は、計測信号が反射された信号を含む応答信号を伝送線５１から受信する。すなわち、信号受信部２２は、信号出力部２１により出力された計測信号と、当該計測信号が反射された信号である反射信号とを含む応答信号を、伝送線５１から対応の通信ポート３０経由で受信する。

　より詳細には、信号受信部２２は、処理部２３から判定指示を受けて、受けた判定指示が示す判定期間Ｔ１の開始時刻が到来すると、判定期間Ｔ１が満了するまで、伝送線５１から対応の通信ポート３０経由で応答信号を受信する。

　信号受信部２２は、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ　ｔｏ　Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部を含む。信号受信部２２は、判定期間Ｔ１において、伝送線５１から受信した応答信号をＡＤ変換部を用いてサンプリングすることにより、サンプル数がＮであるデジタル信号Ｄｓ２を生成する。信号受信部２２は、生成したデジタル信号Ｄｓ２を処理部２３へ出力する。

　（処理部）
　処理部２３は、信号受信部２２により受信された応答信号の、振幅および位相に基づく評価値ＥＶを算出する。処理部２３は、算出した評価値ＥＶの分布に基づいて、判定処理を行う。

　たとえば、処理部２３は、計測信号の振幅および位相と、応答信号に含まれる反射信号の振幅および位相とに基づいて、評価値ＥＶを算出する。

　より詳細には、処理部２３は、信号受信部２２から受けたデジタル信号Ｄｓ２から、信号出力部２１から受けたデジタル信号Ｄｓ１の成分を差し引くことにより、反射信号を示すデジタル信号Ｄｓ３を生成する。処理部２３は、計測信号を示すデジタル信号Ｄｓ１と、反射信号を示すデジタル信号Ｄｓ３とに基づいて、以下の式（１）により表される、計測信号に対する反射信号の比である反射係数Ｒに関する評価値ＥＶを算出する。

　ここで、Ｖ１は、計測信号の電圧レベルである。Ｖ２は、反射信号の電圧レベルである。ｅは、ネイピア数である。ｊは、虚数単位である。θは、計測信号と反射信号との位相差である。Ａは、反射信号の振幅を計測信号の振幅で除した振幅比である。

　（判定例１）
　処理部２３は、評価値ＥＶとして、位相差θを算出する。より詳細には、処理部２３は、計測信号を示すデジタル信号Ｄｓ１と、反射信号を示すデジタル信号Ｄｓ３とに基づいて、たとえば計測信号の１周期ごとの位相差θを算出し、算出した位相差θを記憶部２４に保存する。位相差θは、ゼロ°以上であり、かつ３６０°以下の値である。位相差θは、第２評価値の一例である。

　たとえば、処理部２３は、判定期間Ｔ１ごとに、当該判定期間Ｔ１における位相差θの分布である度数分布Ｆ１を生成し、生成した度数分布Ｆ１に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。

　図３は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の経時変化の一例を示す図である。図３において、横軸は位相差θ［ｒａｄ］であり、縦軸は度数である。図３は、時間の経過に伴って変化する、度数分布Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃ，Ｆ１ｄを示している。度数分布Ｆ１ａは、伝送線５１の異常が発生していない状態における位相差θの度数分布Ｆ１である。度数分布Ｆ１ｂは、伝送線５１が劣化した状態における位相差θの度数分布Ｆ１である。度数分布Ｆ１ｃは、伝送線５１の劣化がさらに進行した状態における位相差θの度数分布Ｆ１である。度数分布Ｆ１ｄは、伝送線５１が断線した状態における位相差θの度数分布Ｆ１である。

　図３を参照して、度数分布Ｆ１が示す位相差θの平均値μ１は、伝送線５１の劣化に伴って増加し、伝送線５１が断線した場合、断線位置に応じた値となる。より詳細には、伝送線５１が断線したときの位相差θである位相差θｏｐは、以下の式（２）により表される。

　ここで、Ｌｏｐは、伝送線５１における中継装置１０１側の端部から断線位置までの距離［ｍ］である。Ｌｏｐは、ゼロ以上であり、かつＬｃ以下の値である。ｃは、光速［ｍ／秒］である。εｒは、伝送線５１の比誘電率である。

　なお、平均値μ１は、伝送線５１の特性インピーダンスＺ１と、通信装置１１１の負荷インピーダンスＺ２との大小関係に応じて、伝送線５１の劣化に伴って増加する場合と減少する場合とがある。

　より詳細には、反射係数Ｒは、特性インピーダンスＺ１および負荷インピーダンスＺ２を用いて、以下の式（３）により表される。

　伝送線５１が劣化することにより、特性インピーダンスＺ１は増加する。特性インピーダンスＺ１が増加したときに反射係数Ｒが増加するか、または減少するかに応じて、伝送線５１の劣化に伴う位相差θが増加するか、または減少するかが決まる。通信システム３０１では、平均値μ１は、伝送線５１の劣化に伴って増加するものとする。

　図４は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の経時変化の他の例を示す図である。図４において、横軸は位相差θ［ｒａｄ］であり、縦軸は度数である。図４は、度数分布Ｆ１ａ，Ｆ１ｅを示している。度数分布Ｆ１ｅは、伝送線５１が短絡した状態における位相差θの度数分布Ｆ１である。

　図４を参照して、度数分布Ｆ１が示す平均値μ１は、伝送線５１が短絡した場合、短絡位置に応じた値となる。より詳細には、伝送線５１が短絡したときの位相差θである位相差θｓｈは、以下の式（４）により表される。

　ここで、Ｌｓｈは、伝送線５１における中継装置１０１側の端部から短絡位置までの距離［ｍ］である。Ｌｓｈは、ゼロ以上であり、かつＬｃ以下の値である。

　図５および図６は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により算出される位相差θｏｐ，θｓｈと距離Ｌｏｐ，Ｌｓｈとの対応関係を示す図である。図５および図６において、横軸は、伝送線５１における中継装置１０１側の端部から異常発生位置までの距離［ｍ］であり、縦軸は位相差θ［ｒａｄ］である。図５は、計測信号の周波数ｆが１０ＭＨｚである場合における位相差θｏｐ，θｓｈと距離Ｌｏｐ，Ｌｓｈとの対応関係を示している。図６は、計測信号の周波数ｆが１ＭＨｚである場合における位相差θｏｐ，θｓｈと距離Ｌｏｐ，Ｌｓｈとの対応関係を示している。

　図５を参照して、周波数ｆが１０ＭＨｚである場合、位相差θｓｈの最小値は、位相差θｏｐの最大値よりも小さい。そのため、たとえば位相差θが位相差θｘである場合、伝送線５１における中継装置１０１側の端部から距離Ｌ１の位置において短絡が生じているのか、または伝送線５１における中継装置１０１側の端部から距離Ｌ２の位置において断線が生じているのかを判定することができない。

　一方、図６を参照して、周波数ｆが１ＭＨｚである場合、位相差θｓｈの最小値は、位相差θｏｐの最大値よりも大きい。そのため、位相差θの値に応じて、伝送線５１において短絡が生じているのか、または伝送線５１において断線が生じているのかを判定することができる。

　ここで、位相差θｓｈの最小値はπであり、位相差θｏｐの最大値は、上述した式（２）における距離Ｌｏｐが伝送線５１の長さＬｃと等しい場合である。したがって、中継装置１０１では、伝送線５１における短絡および断線を判定するために、計測信号の周波数ｆは、以下の式（５）を満たす値に設定される。

　図７は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の経時変化の他の例を示す図である。図７において、横軸は位相差θ［ｒａｄ］であり、縦軸は度数である。図７は、度数分布Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｆを示している。度数分布Ｆ１ｆは、伝送線５１において、劣化、短絡および断線以外の特殊な異常が発生した状態における位相差θの度数分布Ｆ１である。伝送線５１において特殊な異常が発生した状態とは、たとえば、伝送線５１が半断線し、半断線した箇所の断面が接触および非接触を繰り返している状態である。

　図７を参照して、度数分布Ｆ１の形状は、伝送線５１において特殊な異常が発生することにより、平均値μ１を中心とする左右対称性が低下する。

　図３から図７を参照して説明したように、伝送線５１に異常が発生することにより度数分布Ｆ１が変化する。したがって、度数分布Ｆ１に基づいて、伝送線５１の異常を判定することができる。

　より詳細には、処理部２３は、度数分布Ｆ１を生成すると、度数分布Ｆ１が示す統計量の経時変化に基づいて判定処理を行う。一例として、処理部２３は、度数分布Ｆ１が示す統計量として、平均値μ１と、度数分布Ｆ１が示す位相差θの中央値ｍ１とを算出し、平均値μ１および中央値ｍ１の経時変化に基づいて判定処理を行う。

　たとえば、記憶部２４は、伝送線５１の異常が発生していない状態における位相差θの度数分布Ｆ１である基準分布Ｆｒ１と、基準分布Ｆｒ１が示す平均値μ１である基準平均値μ１ａとを記憶している。基準分布Ｆｒ１は、通信システム３０１の運用前に算出された複数の位相差θに基づいて予め生成される。

　図８は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の一例を示す図である。図８において、横軸は位相差θ［ｒａｄ］であり、縦軸は度数である。図８を参照して、処理部２３は、度数分布Ｆ１を生成すると、生成した度数分布Ｆ１が示す平均値μ１と、基準分布Ｆｒ１に基づいて設定された閾値Ｔ１ａ，Ｔ１ｂとを比較する。また、処理部２３は、度数分布Ｆ１が示す平均値μ１と、度数分布Ｆ１が示す中央値ｍ１とを比較する。

　たとえば、閾値Ｔ１ａは、基準平均値μ１ａから所定値を差し引いた値であり、閾値Ｔ１ｂは、基準平均値μ１ａに所定値を加えた値である。なお、閾値Ｔ１ａは、たとえば基準平均値μ１ａから基準分布Ｆｒ１の標準偏差Ｓｙの３倍を差し引いた値であってもよい。また、閾値Ｔ１ｂは、たとえば基準平均値μ１ａに標準偏差Ｓｙの３倍を加えた値であってもよい。

　処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ａ以上であり、平均値μ１が閾値Ｔ１ｂ以下であり、かつ平均値μ１と中央値ｍ１との差分の絶対値Ｄ１が所定の閾値ＴＤ１以下である場合、伝送線５１において異常は発生していないと判定する。そして、処理部２３は、平均値μ１を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　なお、処理部２３は、度数分布Ｆ１が示す統計量として、度数分布Ｆ１が示す位相差θの最大値および標準偏差等の、度数分布Ｆ１の形状を表す他の統計量を算出し、中央値ｍ１の代わりに、算出した当該他の統計量、例えば最頻値を用いてもよい。

　図９は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の他の例を示す図である。図９において、横軸は位相差θ［ｒａｄ］であり、縦軸は度数である。

　図９を参照して、処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ａ未満であるか、または平均値μ１が閾値Ｔ１ｂよりも大きい場合、伝送線５１において異常が発生していると判定する。

　この場合、処理部２３は、度数分布Ｆ１に基づいて、伝送線５１において発生した異常の種類をさらに判定する。たとえば、処理部２３は、伝送線５１において発生した異常の種類として、伝送線５１の断線、伝送線５１の短絡、および伝送線５１の劣化を判定する。

　より詳細には、処理部２３は、平均値μ１と、所定の閾値Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄ，Ｔ１ｅ，Ｔ１ｆとを比較する。閾値Ｔ１ｃは、図６に示す位相差θｏｐの最小値であるゼロから所定のマージンを差し引いた値である。閾値Ｔ１ｄは、図６に示す位相差θｏｐの最大値に所定のマージンを加えた値である。閾値Ｔ１ｅは、図６に示す位相差θｓｈの最小値であるπから所定のマージンを差し引いた値である。閾値Ｔ１ｆは、図６に示す位相差θｓｈの最大値に所定のマージンを加えた値である。

　処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｅ以上であり、かつ平均値μ１が閾値Ｔ１ｆ以下である場合、伝送線５１が短絡または劣化していると判定する。そして、処理部２３は、平均値μ１を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　一方、処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｃ以上であり、かつ平均値μ１が閾値Ｔ１ｄ以下である場合、伝送線５１が断線または劣化していると判定する。そして、処理部２３は、平均値μ１を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　一方、処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｃ未満であるか、平均値μ１が閾値Ｔ１ｄよりも大きく平均値μ１が閾値Ｔ１ａ未満であるか、平均値μ１が閾値Ｔ１ｂよりも大きく平均値μ１が閾値Ｔ１ｅ未満であるか、または平均値μ１が閾値Ｔ１ｆよりも大きい場合、伝送線５１が劣化していると判定する。そして、処理部２３は、平均値μ１を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　たとえば、処理部２３は、度数分布Ｆ１が示す平均値μ１の経時変化に基づいて、伝送線５１の劣化の進行度合いを判定する。より詳細には、処理部２３は、伝送線５１が劣化していると判定した場合、算出した平均値μ１と、過去の判定結果に含まれる平均値μ１とを比較する。そして、処理部２３は、算出した平均値μ１の、過去の判定結果に含まれる平均値μ１からの変化量に基づいて、進行度合いを判定する。

　図１０は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の他の例を示す図である。図１０において、横軸は位相差θ［ｒａｄ］であり、縦軸は度数である。図１０を参照して、処理部２３は、平均値μ１と中央値ｍ１との差分の絶対値Ｄ１が閾値ＴＤ１よりも大きい場合、伝送線５１において特殊な異常が発生していると判定する。そして、処理部２３は、平均値μ１および中央値ｍ１を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　たとえば、処理部２３は、伝送線５１において異常が発生していると判定した場合、異常の種類を含む判定結果を、中継部１０および通信装置１１１を介してユーザへ通知する。

　（変形例１）
　処理部２３は、度数分布Ｆ１の形状の経時変化に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。たとえば、処理部２３は、度数分布Ｆ１の形状と、基準分布Ｆｒ１の形状との相関に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。

　より詳細には、処理部２３は、度数分布Ｆ１を生成すると、記憶部２４から基準分布Ｆｒ１を取得する。そして、処理部２３は、以下の式（６）に従って、生成した度数分布Ｆ１と基準分布Ｆｒ１との相関を示す相関係数Ｃ１を算出する。

　ここで、Ｓｘｙは、度数分布Ｆ１と基準分布Ｆｒ１との共分散である。Ｓｘは、度数分布Ｆ１の標準偏差である。Ｓｙは、基準分布Ｆｒ１の標準偏差である。ｘｉは、度数分布Ｆ１における位相差θｉの度数である。ｙｉは、基準分布Ｆｒ１における位相差θｉの度数である。ｎは、度数分布Ｆ１を構成する位相差θのデータ数、および基準分布Ｆｒ１を構成する位相差θのデータ数である。たとえば、度数分布Ｆ１における位相差θおよび基準分布Ｆｒ１における位相差θは相対的なものである。度数分布Ｆ１における位相差θは、度数分布Ｆ１の裾の位置が基準分布Ｆｒ１の裾の位置に合うように補正されるか、または度数分布Ｆ１の中央値ｍ１が基準分布Ｆｒ１の中央値に合うように補正される。

　処理部２３は、相関係数Ｃ１が所定の閾値ＴＣ１以上である場合、伝送線５１において特殊な異常は発生していないと判定する。閾値ＴＣ１は、アプリケーションによって適宜設定される０．２以上１以下の値であり、例えば０．７であってもよい。一方、処理部２３は、相関係数Ｃ１が所定の閾値ＴＣ１未満である場合、伝送線５１において特殊な異常が発生していると判定する。

　なお、処理部２３は、相関係数Ｃ１を算出する代わりに、度数分布Ｆ１の形状を示す包絡線の経時変化に基づいて、判定処理を行ってもよい。より詳細には、処理部２３は、度数分布Ｆ１の形状を示す包絡線と、基準分布Ｆｒ１の形状を示す包絡線との比較結果に基づいて、伝送線５１において特殊な異常が発生しているか否かを判定する。

　（判定例２）
　処理部２３は、評価値ＥＶとして、振幅比Ａを算出する。より詳細には、処理部２３は、計測信号を示すデジタル信号Ｄｓ１と、反射信号を示すデジタル信号Ｄｓ３とに基づいて、たとえば計測信号の１周期ごとの振幅比Ａを算出し、算出した振幅比Ａを記憶部２４に保存する。振幅比Ａは、ゼロ以上であり、かつ１以下の値である。振幅比Ａは、第１評価値の一例である。

　処理部２３は、判定期間Ｔ１ごとに、判定期間Ｔ１における振幅比Ａの分布である度数分布Ｆ２を生成し、生成した度数分布Ｆ２に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。

　図１１は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の経時変化の一例を示す図である。図１１において、横軸は振幅比Ａであり、縦軸は度数である。図１１は、度数分布Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃ，Ｆ２ｄを示している。度数分布Ｆ２ａは、伝送線５１の異常が発生していない状態における振幅比Ａの度数分布Ｆ２である。度数分布Ｆ２ｂは、伝送線５１が劣化した状態における振幅比Ａの度数分布Ｆ２である。度数分布Ｆ２ｃは、伝送線５１の劣化がさらに進行した状態における振幅比Ａの度数分布Ｆ２である。度数分布Ｆ２ｄは、伝送線５１が断線した状態における振幅比Ａの度数分布Ｆ２である。

　図１１を参照して、度数分布Ｆ２が示す振幅比Ａの平均値μ２は、伝送線５１の劣化に伴って増加し、伝送線５１が断線した場合、１付近の値となる。なお、平均値μ２は、伝送線５１の特性インピーダンスＺ１と、通信装置１１１の負荷インピーダンスＺ２との大小関係に応じて、伝送線５１の劣化に伴って増加する場合と減少する場合とがある。通信システム３０１では、平均値μ２は、伝送線５１の劣化に伴って増加するものとする。

　図１２は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の経時変化の他の例を示す図である。図１２において、横軸は振幅比Ａであり、縦軸は度数である。図１２は、度数分布Ｆ２ａ，Ｆ２ｅを示している。度数分布Ｆ２ｅは、伝送線５１が短絡した状態における振幅比Ａの度数分布Ｆ２である。

　図１２を参照して、度数分布Ｆ２が示す平均値μ２は、伝送線５１が短絡した場合、１付近の値となる。

　図１３は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の経時変化の他の例を示す図である。図１３において、横軸は振幅比Ａであり、縦軸は度数である。図１３は、度数分布Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｆを示している。度数分布Ｆ２ｆは、伝送線５１において特殊な異常が発生した状態における振幅比Ａの度数分布Ｆ２である。

　図１３を参照して、度数分布Ｆ２の形状は、伝送線５１において特殊な異常が発生することにより、平均値μ２を中心とする左右対称性が低下する。

　図１１から図１３を参照して説明したように、伝送線５１に異常が発生することにより度数分布Ｆ２が変化する。したがって、度数分布Ｆ２に基づいて、伝送線５１の異常を判定することができる。

　より詳細には、処理部２３は、度数分布Ｆ２を生成すると、度数分布Ｆ２が示す統計量の経時変化に基づいて判定処理を行う。一例として、処理部２３は、度数分布Ｆ２が示す統計量として、平均値μ２と、度数分布Ｆ２が示す振幅比Ａの中央値ｍ２とを算出し、平均値μ２および中央値ｍ２の経時変化に基づいて判定処理を行う。

　たとえば、記憶部２４は、伝送線５１の異常が発生していない状態における振幅比Ａの度数分布Ｆ２である基準分布Ｆｒ２と、基準分布Ｆｒ２が示す平均値μ２である基準平均値μ２ａとを記憶している。基準分布Ｆｒ２は、通信システム３０１の運用前に算出された複数の振幅比Ａに基づいて予め生成される。

　図１４は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の一例を示す図である。図１４において、横軸は振幅比Ａであり、縦軸は度数である。図１４を参照して、処理部２３は、度数分布Ｆ２を生成すると、生成した度数分布Ｆ２が示す平均値μ２と、基準分布Ｆｒ２に基づいて設定された閾値Ｔ２ａ，Ｔ２ｂとを比較する。また、処理部２３は、度数分布Ｆ２が示す平均値μ２と、度数分布Ｆ２が示す中央値ｍ２とを比較する。

　たとえば、閾値Ｔ２ａは、基準平均値μ２ａから所定値を差し引いた値であり、閾値Ｔ２ｂは、基準平均値μ２ａに所定値を加えた値である。なお、閾値Ｔ２ａは、たとえば基準平均値μ２ａから基準分布Ｆｒ２の標準偏差Ｓｐの３倍を差し引いた値であってもよい。また、閾値Ｔ２ｂは、たとえば基準平均値μ２ａに標準偏差Ｓｐの３倍を加えた値であってもよい。

　処理部２３は、平均値μ２が閾値Ｔ２ａ以上であり、平均値μ２が閾値Ｔ２ｂ以下であり、かつ平均値μ２と中央値ｍ２との差分の絶対値Ｄ２が所定の閾値ＴＤ２以下である場合、伝送線５１において異常は発生していないと判定する。そして、処理部２３は、平均値μ２を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　なお、処理部２３は、度数分布Ｆ２が示す統計量として、度数分布Ｆ２が示す振幅比Ａの最大値および標準偏差等の、度数分布Ｆ２の形状を表す他の統計量を算出し、中央値ｍ２の代わりに、算出した当該他の統計量を用いてもよい。

　図１５は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の他の例を示す図である。図１５において、横軸は振幅比Ａであり、縦軸は度数である。

　図１５を参照して、処理部２３は、平均値μ２が閾値Ｔ２ａ未満であるか、または平均値μ２が閾値Ｔ２ｂよりも大きい場合、伝送線５１において異常が発生していると判定する。

　この場合、処理部２３は、度数分布Ｆ２に基づいて、伝送線５１において発生した異常の種類をさらに判定する。たとえば、処理部２３は、伝送線５１において発生した異常の種類として、伝送線５１の断線または短絡、および伝送線５１の劣化を判定する。

　より詳細には、処理部２３は、平均値μ２と、所定の閾値Ｔ２ｅとを比較する。閾値Ｔ２ｅは、１から所定値を差し引いた値である。

　処理部２３は、平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ以上である場合、伝送線５１が短絡または断線していると判定する。そして、処理部２３は、平均値μ２を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　一方、処理部２３は、平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ未満である場合、伝送線５１が劣化していると判定する。そして、処理部２３は、平均値μ２を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　たとえば、処理部２３は、度数分布Ｆ２が示す平均値μ２の経時変化に基づいて、伝送線５１の劣化の進行度合いを判定する。より詳細には、処理部２３は、伝送線５１が劣化していると判定した場合、算出した平均値μ２と、過去の判定結果に含まれる平均値μ２とを比較する。そして、処理部２３は、算出した平均値μ２の、過去の判定結果に含まれる平均値μ２からの変化量に基づいて、進行度合いを判定する。

　図１６は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ２の他の例を示す図である。図１６において、横軸は振幅比Ａであり、縦軸は度数である。図１６を参照して、処理部２３は、平均値μ２と中央値ｍ２との差分の絶対値Ｄ２が閾値ＴＤ２よりも大きい場合、伝送線５１において特殊な異常が発生していると判定する。そして、処理部２３は、平均値μ２および中央値ｍ２を含む判定結果を記憶部２４に保存する。

　（変形例２）
　処理部２３は、度数分布Ｆ２の形状の経時変化に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。たとえば、処理部２３は、度数分布Ｆ２の形状と、基準分布Ｆｒ２の形状との相関に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。

　より詳細には、処理部２３は、度数分布Ｆ２を生成すると、記憶部２４から基準分布Ｆｒ２を取得する。そして、処理部２３は、以下の式（７）に従って、生成した度数分布Ｆ２と基準分布Ｆｒ２との相関を示す相関係数Ｃ２を算出する。

　ここで、Ｓｐｑは、度数分布Ｆ２と基準分布Ｆｒ２との共分散である。Ｓｐは、度数分布Ｆ２の標準偏差である。Ｓｑは、基準分布Ｆｒ２の標準偏差である。ｐｉは、度数分布Ｆ２における振幅比Ａｉの度数である。ｑは、基準分布Ｆｒ２における振幅比Ａｉの度数である。ｎは、度数分布Ｆ２を構成する振幅比Ａのデータ数、および基準分布Ｆｒ２を構成する振幅比Ａのデータ数である。たとえば、度数分布Ｆ２における振幅比Ａおよび基準分布Ｆｒ２における振幅比Ａは相対的なものである。度数分布Ｆ２における振幅比Ａは、度数分布Ｆ２の裾の位置が基準分布Ｆｒ２の裾の位置に合うように補正されるか、または度数分布Ｆ２の中央値ｍ２が基準分布Ｆｒ２の中央値に合うように補正される。

　処理部２３は、相関係数Ｃ２が所定の閾値ＴＣ２以上である場合、伝送線５１において特殊な異常は発生していないと判定する。閾値ＴＣ２は、アプリケーションによって適宜設定される０．２以上１以下の値であり、例えば０．７であってもよい。一方、処理部２３は、相関係数Ｃ２が所定の閾値ＴＣ２未満である場合、伝送線５１において特殊な異常が発生していると判定する。

　なお、処理部２３は、相関係数Ｃ２を算出する代わりに、度数分布Ｆ２の形状を示す包絡線の経時変化に基づいて、判定処理を行ってもよい。より詳細には、処理部２３は、度数分布Ｆ２の形状を示す包絡線と、基準分布Ｆｒ２の形状を示す包絡線との比較結果に基づいて、伝送線５１において特殊な異常が発生しているか否かを判定する。

　たとえば、処理部２３は、度数分布Ｆ１，Ｆ２に基づいて、伝送線５１の異常を判定する。より詳細には、処理部２３は、判定例１および判定例２を実行する。判定例１および判定例２の少なくともいずれか一方において伝送線５１において異常が発生していると判定した場合、伝送線５１において異常が発生していると総合判定し、総合判定結果をユーザへ通知する。なお、処理部２３は、判定例１および判定例２のいずれか一方を行わない構成であってもよい。

　（変形例３）
　処理部２３は、度数分布Ｆ１，Ｆ２に基づいて、伝送線５１において発生した異常の種類を判定する。

　再び図９および図１５を参照して、より詳細には、処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｅ以上であり、平均値μ１が閾値Ｔ１ｆ以下であり、かつ平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ以上である場合、伝送線５１が短絡していると判定する。

　一方、処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｅ以上であり、平均値μ１が閾値Ｔ１ｆ以下であり、かつ平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ未満である場合、伝送線５１が劣化していると判定する。

　また、処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｃ以上であり、かつ平均値μ１が閾値Ｔ１ｄ以下であり、かつ平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ以上である場合、伝送線５１が断線していると判定する。

　一方、処理部２３は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｃ以上であり、かつ平均値μ１が閾値Ｔ１ｄ以下であり、かつ平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ未満である場合、伝送線５１が劣化していると判定する。

　このように、度数分布Ｆ１，Ｆ２に基づいて、伝送線５１において発生した異常の種類を判定する構成により、伝送線５１の短絡と劣化とを判定し、伝送線５１の断線と劣化とを判定することができる。

　（変形例４）
　図１７は、本開示の実施の形態に係る中継装置における処理部により生成される度数分布Ｆ１の他の例を示す図である。図１７において、横軸は位相差θ［ｒａｄ］であり、縦軸は度数である。

　図１７を参照して、処理部２３は、度数分布Ｆ１に基づいて、伝送線５１における断線位置、劣化位置および短絡位置を判定する。

　より詳細には、処理部２３は、度数分布Ｆ１が示す平均値μ１と、閾値Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄとの比較結果に基づいて、伝送線５１が断線または劣化していると判定した場合、平均値μ１と、閾値ＴＡである閾値ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３，ＴＡ４，ＴＡ５とを比較する。

　閾値ＴＡは、閾値Ｔ１ｃ以上であり、かつ閾値Ｔ１ｄ以下の値である。たとえば、閾値ＴＡは、閾値Ｔ１ｃと閾値Ｔ１ｄとの間において等間隔に並ぶ値である。すなわち、閾値ＴＡ１は閾値Ｔ１ｃに所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＡ２は閾値ＴＡ１に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＡ３は閾値ＴＡ２に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＡ４は閾値ＴＡ３に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＡ５は閾値ＴＡ４に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＡ５に所定値Ｍを加えた値が閾値Ｔ１ｄである。なお、処理部２３は、平均値μ１と、４つ以下の閾値ＴＡまたは６つ以上の閾値ＴＡとを比較してもよい。また、閾値ＴＡは、閾値Ｔ１ｃと閾値Ｔ１ｄとの間において等間隔に並ぶ値でなくてもよい。

　たとえば、記憶部２４は、閾値ＴＡと、伝送線５１における中継装置１０１側の端部から断線位置までの距離Ｌｏｐとの対応関係を示す断線位置情報を記憶している。断線位置情報は、図６に示す、位相差θｏｐと距離Ｌｏｐとの関係に基づいて予め作成される。

　処理部２３は、５つの閾値ＴＡのうちの平均値μ１に最も近い閾値ＴＡを特定する。処理部２３は、記憶部２４における断線位置情報から、特定した閾値ＴＡに対応する距離Ｌｏｐを取得する。処理部２３は、取得した距離Ｌｏｐに対応する位置において伝送線５１が断線しているか、または伝送線５１が劣化していると判定する。

　また、処理部２３は、度数分布Ｆ１が示す平均値μ１と、閾値Ｔ１ｅ，Ｔ１ｆとの比較結果に基づいて、伝送線５１が短絡または劣化していると判定した場合、平均値μ１と、閾値ＴＢである閾値ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ４，ＴＢ５とを比較する。

　閾値ＴＢは、閾値Ｔ１ｅ以上であり、かつ閾値Ｔ１ｆ以下の値である。たとえば、閾値ＴＢは、閾値Ｔ１ｅと閾値Ｔ１ｆとの間において等間隔に並ぶ値である。すなわち、閾値ＴＢ１は閾値Ｔ１ｅに所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＢ２は閾値ＴＢ１に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＢ３は閾値ＴＢ２に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＢ４は閾値ＴＢ３に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＢ５は閾値ＴＢ４に所定値Ｍを加えた値であり、閾値ＴＢ５に所定値Ｍを加えた値が閾値Ｔ１ｆである。なお、処理部２３は、平均値μ１と、４つ以下の閾値ＴＢまたは６つ以上の閾値ＴＢとを比較してもよい。また、閾値ＴＢは、閾値Ｔ１ｅと閾値Ｔ１ｆとの間において等間隔に並ぶ値でなくてもよい。

　たとえば、記憶部２４は、閾値ＴＢと、伝送線５１における中継装置１０１側の端部から短絡位置までの距離Ｌｓｈとの対応関係を示す短絡位置情報を記憶している。短絡位置情報は、図６に示す、位相差θｓｈと距離Ｌｓｈとの関係に基づいて予め作成される。

　処理部２３は、５つの閾値ＴＢのうちの平均値μ１に最も近い閾値ＴＢを特定する。処理部２３は、記憶部２４における短絡位置情報から、特定した閾値ＴＢに対応する距離Ｌｓｈを取得する。処理部２３は、取得した距離Ｌｓｈに対応する位置において伝送線５１が短絡しているか、または伝送線５１が劣化していると判定する。

　たとえば、処理部２３は、上述した変形例３に従い、度数分布Ｆ２にさらに基づいて、伝送線５１において発生した異常の種類を判定する。これにより、伝送線５１の断線および短絡と劣化とを判定しながら、伝送線５１の断線位置、劣化位置および短絡位置を判定することができる。

　［動作の流れ］
　図１８は、本開示の実施の形態に係る中継装置が判定処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

　図１８を参照して、まず、中継装置１０１は、判定期間Ｔ１の到来を待ち受け（ステップＳ１１でＮＯ）、判定期間Ｔ１が到来すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、計測信号の出力および応答信号の受信を開始する（ステップＳ１２）。

　次に、中継装置１０１は、計測信号の振幅および位相と、応答信号に含まれる反射信号の振幅および位相とに基づいて、計測信号の１周期ごとの、位相差θおよび振幅比Ａを算出する（ステップＳ１３）。

　次に、中継装置１０１は、判定期間Ｔ１における位相差θの度数分布Ｆ１および判定期間Ｔ１における振幅比Ａの度数分布Ｆ２を生成する（ステップＳ１４）。

　次に、中継装置１０１は、度数分布Ｆ１，Ｆ２に基づいて、判定処理を行う（ステップＳ１５）。

　次に、中継装置１０１は、平均値μ１，μ２を含む判定結果を記憶部２４に保存する（ステップＳ１６）。

　次に、中継装置１０１は、たとえば伝送線５１において異常が発生していると判定した場合、判定結果を、中継部１０および通信装置１１１を介してユーザへ通知する（ステップＳ１７）。

　次に、中継装置１０１は、新たな判定期間Ｔ１の到来を待ち受ける（ステップＳ１１でＮＯ）。

　図１９は、本開示の実施の形態に係る中継装置が判定処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。図１９は、図１８におけるステップＳ１５の詳細であり、上述した判定例１を示すフローチャートである。

　図１９を参照して、まず、中継装置１０１は、度数分布Ｆ１が示す平均値μ１と、閾値Ｔ１ａ，Ｔ１ｂとを比較する（ステップＳ２１）。

　次に、中継装置１０１は、平均値μ１が閾値Ｔ１ａ以上であり、かつ平均値μ１が閾値Ｔ１ｂ以下である場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、平均値μ１と中央値ｍ１との差分の絶対値Ｄ１と、閾値ＴＤ１とを比較する（ステップＳ２３）。

　次に、中継装置１０１は、絶対値Ｄ１が閾値ＴＤ１以下である場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、伝送線５１において異常は発生していないと判定する（ステップＳ２５）。

　一方、中継装置１０１は、絶対値Ｄ１が閾値ＴＤ１よりも大きい場合（ステップＳ２４でＮＯ）、伝送線５１において特殊な異常が発生していると判定する（ステップＳ２６）。

　他方、中継装置１０１は、平均値μ１が閾値Ｔ１ａ未満であるか、または平均値μ１が閾値Ｔ１ｂよりも大きい場合（ステップＳ２２でＮＯ）、平均値μ１と閾値Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄとを比較する（ステップＳ２７）。

　次に、中継装置１０１は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｃ以上であり、かつ平均値μ１が閾値Ｔ１ｄ以下である場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）、伝送線５１が断線または劣化していると判定する（ステップＳ２９）。

　一方、中継装置１０１は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｃ未満であるか、または平均値μ１が閾値Ｔ１ｄよりも大きい場合（ステップＳ２８でＮＯ）、平均値μ１と閾値Ｔ１ｅ，Ｔ１ｆとを比較する（ステップＳ３０）。

　次に、中継装置１０１は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｅ以上であり、かつ平均値μ１が閾値Ｔ１ｆ以下である場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、伝送線５１が短絡または劣化していると判定する（ステップＳ３２）。

　一方、中継装置１０１は、平均値μ１が閾値Ｔ１ｅ未満であるか、または平均値μ１が閾値Ｔ１ｆよりも大きい場合（ステップＳ３１でＮＯ）、伝送線５１が劣化していると判定する（ステップＳ３３）。

　図２０は、本開示の実施の形態に係る中継装置が判定処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。図２０は、図１８におけるステップＳ１５の詳細であり、上述した判定例２を示すフローチャートである。

　図２０を参照して、まず、中継装置１０１は、度数分布Ｆ２が示す平均値μ２と、閾値Ｔ２ａ，Ｔ２ｂとを比較する（ステップＳ４１）。

　次に、中継装置１０１は、平均値μ２が閾値Ｔ２ａ以上であり、かつ平均値μ２が閾値Ｔ２ｂ以下である場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）、平均値μ２と中央値ｍ２との差分の絶対値Ｄ２と、閾値ＴＤ２とを比較する（ステップＳ４３）。

　次に、中継装置１０１は、絶対値Ｄ２が閾値ＴＤ２以下である場合（ステップＳ４４でＹＥＳ）、伝送線５１において異常は発生していないと判定する（ステップＳ４５）。

　一方、中継装置１０１は、絶対値Ｄ２が閾値ＴＤ２よりも大きい場合（ステップＳ４４でＮＯ）、伝送線５１において特殊な異常が発生していると判定する（ステップＳ４６）。

　他方、中継装置１０１は、平均値μ２が閾値Ｔ２ａ未満であるか、または平均値μ２が閾値Ｔ２ｂよりも大きい場合（ステップＳ４２でＮＯ）、平均値μ２と閾値Ｔ２ｅとを比較する（ステップＳ４７）。

　次に、中継装置１０１は、平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ以上である場合（ステップＳ４８でＹＥＳ）、伝送線５１が短絡または断線していると判定する（ステップＳ４９）。

　一方、中継装置１０１は、平均値μ２が閾値Ｔ２ｅ未満である場合（ステップＳ４８でＮＯ）、伝送線５１が劣化していると判定する（ステップＳ５０）。

　たとえば、中継装置１０１は、上述した変形例３のように、伝送線５１において発生した異常の種類を判定する場合、図１９に示すフローチャートの処理および図２０に示すフローチャートの処理を実行する。そして、中継装置１０１は、ステップＳ２９において伝送線５１が断線または劣化していると判定し、かつステップＳ４９において伝送線５１が短絡または断線していると判定した場合、伝送線５１が断線していると総合判定する。

　また、たとえば、中継装置１０１は、ステップＳ３２において伝送線５１が短絡または劣化していると判定し、かつステップＳ４９において伝送線５１が短絡または断線していると判定した場合、伝送線５１が短絡していると総合判定する。

　また、たとえば、上述した変形例４のように、中継装置１０１は、伝送線５１における断線位置を判定する場合、図１９に示すステップＳ２９において、平均値μ１と複数の閾値ＴＡとを比較し、平均値μ１に最も近い閾値ＴＡに対応する距離Ｌｏｐを断線位置情報から取得する。そして、中継装置１０１は、取得した距離Ｌｏｐに対応する位置において伝送線５１が断線しているか、または伝送線５１が劣化していると判定する。

　また、たとえば、上述した変形例４のように、中継装置１０１は、伝送線５１における短絡位置を判定する場合、図１９に示すステップＳ３２において、平均値μ１と複数の閾値ＴＢとを比較し、平均値μ１に最も近い閾値ＴＢに対応する距離Ｌｓｈを短絡位置情報から取得する。そして、中継装置１０１は、取得した距離Ｌｓｈに対応する位置において伝送線５１が短絡しているか、または伝送線５１が劣化していると判定する。

　なお、本開示の実施の形態に係る通信システム３０１では、中継装置１０１は、伝送線５１を介して通信装置１１１と１対１で接続されている構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継装置１０１は、バス型の伝送線５１を介して複数の通信装置１１１と１対多で接続されている構成であってもよい。

　また、本開示の実施の形態に係る通信システム３０１では、中継装置１０１が判定処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信システム３０１における中継装置１０１とは別の装置が判定処理を行う構成であってもよい。具体的には、たとえば通信装置１１１が、判定装置として機能し、判定処理を行う構成であってもよい。

　また、本開示の実施の形態に係る中継装置１０１では、信号出力部２１は、中継部１０による中継処理が行われない期間において、計測信号を伝送線５１へ出力する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号出力部２１は、中継部１０による中継処理が行われる期間において、計測信号を伝送線５１へ出力する構成であってもよい。この場合、たとえば、中継装置１０１は、通信信号と計測信号とを周波数分割多重する。より詳細には、信号出力部２１は、中継部１０により送受信される通信信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の計測信号を生成して伝送線５１へ出力する。

　また、本開示の実施の形態に係る中継装置１０１では、信号受信部２２は、信号出力部２１により出力された計測信号と、当該計測信号が反射された信号である反射信号とを含む応答信号を伝送線５１から対応の通信ポート３０経由で受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号受信部２２は、計測信号を含まない応答信号を受信する構成であってもよい。すなわち、信号受信部２２は、反射信号を応答信号として受信する構成であってもよい。より詳細には、たとえば、信号出力部２１は、方向性結合器および通信ポート３０を介して計測信号を伝送線５１へ出力する。信号受信部２２は、当該通信ポート３０および当該方向性結合器を介して、計測信号を含まない応答信号を伝送線５１から受信する。

　また、本開示の実施の形態に係る中継装置１０１では、処理部２３は、伝送線５１において発生した異常の種類を判定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部２３は、上述した判定例１において、平均値μ１が閾値Ｔ１ａ未満であるか、または平均値μ１が閾値Ｔ１ｂよりも大きい場合、伝送線５１において異常が発生していると判定する一方で、異常の種類を判定しない構成であってもよい。また、処理部２３は、上述した判定例２において、平均値μ２が閾値Ｔ２ａ未満であるか、または平均値μ２が閾値Ｔ２ｂよりも大きい場合、伝送線５１において異常が発生していると判定する一方で、異常の種類を判定しない構成であってもよい。

　また、本開示の実施の形態に係る中継装置１０１では、処理部２３は、伝送線５１において発生した異常の種類として、伝送線５１の断線、伝送線５１の短絡、および伝送線５１の劣化を判定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部２３は、伝送線５１の断線、伝送線５１の短絡、および伝送線５１の劣化の判定を行わない一方で、伝送線５１における特殊な異常を判定する構成であってもよい。

　また、本開示の実施の形態に係る中継装置１０１では、処理部２３は、評価値ＥＶとして、位相差θおよび振幅比Ａを算出し、度数分布Ｆ１，Ｆ２に基づいて判定処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部２３は、評価値ＥＶとして、位相差θおよび振幅比Ａの代わりに、伝送線５１のインピーダンス、伝送線５１のリアクタンス、または伝送線５１のレジスタンスを算出し、算出した評価値ＥＶの分布に基づいて判定処理を行う構成であってもよい。

　また、本開示の実施の形態に係る中継装置１０１では、処理部２３は、評価値ＥＶを算出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部２３は、評価値ＥＶとして、デジタル信号Ｄｓ３から反射信号の振幅を取得し、取得した振幅の分布に基づいて判定処理を行う構成であってもよい。また、処理部２３は、評価値ＥＶとして、デジタル信号Ｄｓ３から反射信号の位相を取得し、取得した位相の分布に基づいて判定処理を行う構成であってもよい。

　また、本開示の実施の形態に係る中継装置１０１では、処理部２３は、デジタル信号Ｄｓ２からデジタル信号Ｄｓ１を差し引くことにより、反射信号を示すデジタル信号Ｄｓ３を生成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号受信部２２は、信号出力部２１から計測信号を受けて、受信した応答信号から計測信号を差し引くことにより、反射信号を示すアナログ信号を生成し、生成したアナログ信号をデジタル変換することによりデジタル信号Ｄｓ３を生成して処理部２３へ出力する構成であってもよい。

　上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　上述の実施形態の各処理（各機能）は、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。上記処理回路は、上記１または複数のプロセッサに加え、１または複数のメモリ、各種アナログ回路、各種デジタル回路が組み合わされた集積回路等で構成されてもよい。上記１または複数のメモリは、上記各処理を上記１または複数のプロセッサに実行させるプログラム（命令）を格納する。上記１または複数のプロセッサは、上記１または複数のメモリから読み出した上記プログラムに従い上記各処理を実行してもよいし、予め上記各処理を実行するように設計された論理回路に従って上記各処理を実行してもよい。上記プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、およびＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等、コンピュータの制御に適合する種々のプロセッサであってよい。なお、物理的に分離した上記複数のプロセッサが互いに協働して上記各処理を実行してもよい。たとえば、物理的に分離した複数のコンピュータのそれぞれに搭載された上記プロセッサがＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ　（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、およびインターネット等のネットワークを介して互いに協働して上記各処理を実行してもよい。上記プログラムは、外部のサーバ装置等から上記ネットワークを介して上記メモリにインストールされても構わないし、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、および半導体メモリ等の記録媒体に格納された状態で流通し、上記記録媒体から上記メモリにインストールされても構わない。

　以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
　［付記１］
　周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力する信号出力部と、
　前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信する信号受信部と、
　前記信号受信部により受信された前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を複数取得する取得部と、
　前記取得部により取得された前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定する判定部とを備え、
　前記判定部は、前記分布の経時変化に基づいて、前記伝送線の劣化の進行度合いを判定する、判定装置。

　［付記２］
　処理回路を備え、
　前記処理回路は、
　周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力し、
　前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信し、
　受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を複数取得し、
　取得した前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定する、判定装置。

　１０　中継部
　２０　判定処理部
　２１　信号出力部
　２２　信号受信部
　２３　処理部（取得部、判定部）
　２４　記憶部
　３０　通信ポート
　５１　伝送線
　１０１　中継装置
　１１１　通信装置
　３０１　通信システム
　Ｆ１，Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃ，Ｆ１ｄ，Ｆ１ｅ，Ｆ１ｆ，Ｆ２，Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃ，Ｆ２ｄ，Ｆ２ｅ，Ｆ２ｆ　度数分布

Claims (9)

1. 　周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力する信号出力部と、
   　前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信する信号受信部と、
   　前記信号受信部により受信された前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を複数取得する取得部と、
   　前記取得部により取得された前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定する判定部とを備える、判定装置。
2. 　前記判定部は、前記分布が示す統計量の経時変化に基づいて、前記伝送線の異常を判定する、請求項１に記載の判定装置。
3. 　前記判定部は、前記分布と、所定の分布との相関に基づいて、前記伝送線の異常を判定する、請求項１または請求項２に記載の判定装置。
4. 　前記判定部は、前記分布に基づいて、前記伝送線において発生した異常の種類をさらに判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の判定装置。
5. 　前記判定部は、前記伝送線において発生した異常の種類として、前記伝送線の断線、前記伝送線の短絡、および前記伝送線の劣化のうちの少なくともいずれか１つを判定する、請求項４に記載の判定装置。
6. 　前記取得部は、前記振幅に基づく前記評価値である第１評価値と、前記位相に基づく前記評価値である第２評価値とを取得し、
   　前記判定部は、前記第１評価値の分布および前記第２評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の判定装置。
7. 　前記判定部は、前記第１評価値の分布および前記第２評価値の分布に基づいて、前記伝送線において発生した異常の種類として、前記伝送線の断線、前記伝送線の短絡、および前記伝送線の劣化を判定する、請求項６に記載の判定装置。
8. 　前記判定部は、前記第２評価値の分布に基づいて、前記伝送線において発生した異常の位置を判定する、請求項６または請求項７に記載の判定装置。
9. 　周波数成分を有する計測信号を伝送線へ出力するステップと、
   　前記計測信号が反射された信号を含む応答信号を前記伝送線から受信するステップと、　受信した前記応答信号の、振幅および位相の少なくともいずれかに基づく評価値を複数取得するステップと、
   　取得した前記評価値の分布に基づいて、前記伝送線の異常を判定するステップとを含む、判定方法。

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