JP7197020B2 - 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、及び停電検出方法 - Google Patents
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Description
光ファイバと、
前記光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信部と、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出部と、
を備える。
光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信部と、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出部と、
を備える。
光ファイバセンシングシステムによる停電検出方法であって、
光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信ステップと、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出ステップと、
を含む。
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。
例えば、停電時以外は作動する電子機器30は、停電時には作動を停止する。すると、光ファイバ10の近傍では、電子機器30の作動の停止に起因して、振動(音を含む。以下、同じ)の停止、温度の低下又は上昇、温度分布の均一化等の環境の変化が発生する。
また、停電時以外は作動を停止する電子機器30は、停電時には作動する。すると、光ファイバ10の近傍では、電子機器30の作動に起因して、振動の発生、温度の上昇、温度分布の偏り等の環境の変化が発生する。
まず、方法A1について説明する。
方法A1においては、受信部21が光ファイバ10から後方散乱光を光信号として受信する構成であるものとし、受信部21がパルス光を入射した時刻と、そのパルス光に対する後方散乱光を光信号として受信部21が受信した時刻と、の時間差をΔtとする。
検出部22は、受信部21が時刻t1+Δt,t2+Δtにおいて受信した光信号の波形パターンを比較し、波形パターンの変化が、光ファイバ10の近傍の停電に起因する環境の変化を示す場合に、環境パターンが変化し、停電が発生したと判断する。検出部22は、環境パターンの変化量から、振動の変化量及び温度の変化量の少なくとも一方を検知できる。
続いて、方法A2について説明する。
方法A2においては、検出部22は、光信号の波形パターンを予め記憶しておく。このとき、例えば、電子機器30が停電時以外は作動する機器であれば、検出部22は、電子機器30が作動しているときの光信号の波形パターンを予め記憶しておく。電子機器30が作動しているときの光信号の波形パターンは、例えば電子機器30の作動によって生じる振動、又は電子機器30の温度調節機能によって調整された温度等に対応している。
一方、電子機器30が停電時に作動する機器であれば、検出部22は、電子機器30が作動を停止しているときの光信号の波形パターンを予め記憶しておく。
続いて、方法A3について説明する。
方法A3は、光ファイバ10の近傍に空調設備である電子機器30が配置されている例である。ここでは、電子機器30は、温度調節機能により、光ファイバの近傍の温度を一定に保つことが出来る。電子機器30の作動が停止すると、電子機器30から光ファイバ10に伝達していた振動が止み、且つ温度調節が停止する。また、電子機器30は、停電が発生していない場合であっても、温度調節が不要な場合は停止させられる。
この際、検出部22は、振動の変化によって環境パターンが変化した位置と、温度の変化によって環境パターンが変化した位置と、が一致した場合に、停電が発生したと判断しても良い。
方法A3において、検出部22は、振動の変化及び温度の変化の両方に基づいて停電を検出している為、より正確に停電を検出できる。
続いて、方法A4について説明する。
方法A4は、光ファイバ10の近傍に複数の電子機器30が配置されている例である。ここでは、図2に示されるように、光ファイバ10の近傍には、冷蔵庫である電子機器30a、空調設備である電子機器30b、及び、生産装置である電子機器30cの3つの電子機器30が配置されている場合を例に挙げる。
例えば、検出部22は、3つの環境パターンのうち所定の数(例えば、2つ)以上又は所定の割合(例えば、50%)以上の環境パターンが変化した場合、停電が発生したと判断する。
又は、検出部22は、3つの環境パターンの全てが変化した場合、停電が発生したと判断する。
続いて、方法A5について説明する。
方法A5は、光ファイバ10の近傍に、停電時に作動する電子機器30と、停電時以外に作動する電子機器30と、が配置されている例である。ここでは、図3に示されるように、光ファイバ10の近傍には、停電時に作動する電子機器30として、非常用電源である電子機器30bが配置され、停電時以外に作動する電子機器30として、冷蔵庫である電子機器30aが配置されている場合を例に挙げる。
よって、検出部22は、停電が発生したことを判断できるだけでなく、非常用電源である電子機器30bからの電源供給が正常に行われていることも判断できる。
図4に示されるように、受信部21は、光ファイバ10の近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、光ファイバ10から受信する(ステップS11)。
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、構成自体は上述した実施の形態2の構成と同様であるが、検出部22の機能を拡張している。
そこで、以下では、検出部22において、環境パターンが変化した位置に基づいて、停電発生領域を特定する方法の例について説明する。
まず、方法B1について、図5及び図6を参照して説明する。
図5の例では、光ファイバ10が敷設されている領域が、4つの領域A~Dに区分されている。また、領域A~Dには、電子機器30a~30dがそれぞれ配置されている。
続いて、方法B2について、図7及び図8を参照して説明する。
区分する領域の単位は任意で良い。方法B2は、例えば、図7に示されるように、建物単位で領域を区分する例である。
続いて、方法B3について、図9及び図10を参照して説明する。
上述した方法B1,B2は、光ファイバ10が直線状に敷設される例であった。方法B3は、例えば、図9に示されるように、光ファイバ10が、途中で曲げられたり、折り返されたりしながら、敷設される例である。図9の例の場合の対応テーブルの例を図10に示す。なお、方法B3は、光ファイバ10の敷設方法が上述した方法B1,B2とは異なるが、停電発生領域を特定する方法自体は、上述した方法B1,B2と同様で良い。
図11に示されるように、まず、図4のステップS11~S12と同様のステップS21~S22が行われる。
その他の効果は、上述した実施の形態1と同様である。
続いて、図12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構成例について説明する。なお、図12は、図7と同様に、光ファイバ10が敷設されている領域が3つの建物A~Cに区分されている場合の例である。
表示部40は、通信局舎、オペレーションセンター等に設置され、各種の情報を表示するディスプレイやモニター等である。
図13に示されるように、GUI画面C1は、停電発生位置を地図上に重畳した画面となる。図13においては、停電発生位置は、地図上に黒丸で表されている。
図14に示されるように、GUI画面C2は、停電発生位置及び停電発生領域を地図上に重畳した画面となる。図14においては、停電発生位置は、地図上に黒丸で表されている。また、停電発生領域は、地図上に、停電発生位置を含む円として表されている。なお、図14においては、地図上に停電発生位置及び停電発生領域を重畳しているが、停電発生位置は重畳せず、停電発生領域のみを重畳しても良い。
図15に示されるように、GUI画面C3は、停電発生位置及び停電発生領域を地図上に重畳した画面となる。図15においては、市町村の区分等に応じて、地図が5つの領域A~Eに区分されている。また、停電発生位置は、地図上に黒丸で表されている。また、停電発生領域は領域A,C~Eとなっている。ただし、このうち閾値以上の数の電子機器30で停電が検出された領域A,D,Eが、斜線により強調されて表されている。なお、領域A~E毎に、設置された電子機器30の数が異なるため、強調して表す領域を決定する閾値は、領域A~E毎に設定しても良い。また、全ての停電発生領域を強調して表しても良い。また、図15においては、地図上に停電発生位置及び停電発生領域を重畳しているが、停電発生位置は重畳せず、停電発生領域のみを重畳しても良い。
図16に示されるように、GUI画面C4は、停電発生位置及び停電発生位置に接続されている給電ラインL1,L2を地図上に重畳した画面となる。図16においては、停電発生位置は、地図上に黒丸で表されている。また、給電ラインL1,L2は、地図上に線で表されている。このとき、報知部23は、地図上に停電発生位置及び給電ラインL1,L2を重畳した結果に基づいて、給電ラインL1,L2のうち復旧する優先度が高い給電ラインとして給電ラインL1を特定している。例えば、給電ラインL1の周辺に検出された停電発生位置の数が、給電ラインL2の周辺に検出された停電発生位置の数よりも多い場合、報知部23は、給電ラインL1を復旧する優先度が高い給電ラインとして特定する。そのため、図16においては、給電ラインL2が破線で表される一方で、給電ラインL1が実線により強調されて表されている。
図17に示されるように、まず、図11のステップS21~S23と同様のステップS31~S33が行われる。
その他の効果は、上述した実施の形態2と同様である。
上述した実施の形態では、光ファイバセンシング機器20を1つのみ設けた光ファイバセンシングシステムについて説明したが、これには限定されない。光ファイバセンシングシステムには、複数の光ファイバセンシング機器20を設けても良い。図18に、上述した実施の形態3に係る光ファイバセンシング機器20と同様の2つの光ファイバセンシング機器20X,20Yを設けた光ファイバセンシングシステムの例を示す。なお、図18の例では、表示部40は、2つの光ファイバセンシング機器20X,20Y間で共有されているが、これには限定されない。2つの光ファイバセンシング機器20X,20Yにそれぞれ個別に表示部40を設けても良い。
続いて以下では、図19を参照して、光ファイバセンシング機器20,20X,20Y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。
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。
(付記1)
光ファイバと、
前記光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信部と、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出部と、
を備える、光ファイバセンシングシステム。
(付記2)
前記検出部は、前記環境パターンが所定のパターンを含まないパターンに変化した場合、停電が発生したと判断する、
付記1に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記3)
前記検出部は、前記環境パターンが変化した前記光ファイバにおける位置に基づいて、停電が発生した位置を特定する、
付記1又は2に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記4)
前記検出部は、前記光ファイバにおける区間の各々に対応付けられた複数の領域のうち、前記環境パターンが変化した位置を含む区間に対応付けられた領域を、停電が発生した領域として特定する、
付記3に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記5)
表示部と、
停電が発生した位置及び領域の少なくとも一方を示す情報を、地図情報上に重畳して前記表示部に表示させる報知部と、
をさらに備える、付記4に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記6)
前記検出部は、前記光ファイバの近傍の電子機器の作動による振動を示すパターンを前記環境パターンが含まない場合に、停電が発生したと判断する、
付記1から5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7)
前記検出部は、前記光ファイバの温度の変化に基づいて前記環境パターンが変化している場合に、停電が発生したと判断する、
付記1から6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8)
光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信部と、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出部と、
を備える、光ファイバセンシング機器。
(付記9)
前記検出部は、前記環境パターンが所定のパターンを含まないパターンに変化した場合、停電が発生したと判断する、
付記8に記載の光ファイバセンシング機器。
(付記10)
前記検出部は、前記環境パターンが変化した位置に基づいて、停電が発生した位置を特定する、
付記8又は9に記載の光ファイバセンシング機器。
(付記11)
前記検出部は、前記光ファイバにおける区間の各々に対応付けられた複数の領域のうち、前記環境パターンが変化した位置を含む区間に対応付けられた領域を、停電が発生した領域として特定する、
付記10に記載の光ファイバセンシング機器。
(付記12)
停電が発生した位置及び領域の少なくとも一方を示す情報を、地図情報上に重畳して表示部に表示させる報知部、
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13)
前記検出部は、前記光ファイバの近傍の電子機器の作動による振動を示すパターンを前記環境パターンが含まない場合に、停電が発生したと判断する、
付記8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)
前記検出部は、前記光ファイバの温度の変化に基づいて前記環境パターンが変化している場合に、停電が発生したと判断する、
付記8から13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15)
光ファイバセンシングシステムによる停電検出方法であって、
光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信ステップと、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出ステップと、
を含む、停電検出方法。
(付記16)
前記検出ステップでは、前記環境パターンが所定のパターンを含まないパターンに変化した場合、停電が発生したと判断する、
付記15に記載の停電検出方法。
(付記17)
前記検出ステップでは、前記環境パターンが変化した位置に基づいて、停電が発生した位置を特定する、
付記15又は16に記載の停電検出方法。
(付記18)
前記検出ステップでは、前記光ファイバにおける区間の各々に対応付けられた複数の領域のうち、前記環境パターンが変化した位置を含む区間に対応付けられた領域を、停電が発生した領域として特定する、
付記17に記載の停電検出方法。
(付記19)
停電が発生した位置及び領域の少なくとも一方を示す情報を、地図情報上に重畳して表示部に表示する表示ステップ、
をさらに含む、付記18に記載の停電検出方法。
(付記20)
前記検出ステップでは、前記光ファイバの近傍の電子機器の作動による振動を示すパターンを前記環境パターンが含まない場合に、停電が発生したと判断する、
付記15から19のいずれか1項に記載の停電検出方法。
(付記21)
前記検出ステップでは、前記光ファイバの温度の変化に基づいて前記環境パターンが変化している場合に、停電が発生したと判断する、
付記15から20のいずれか1項に記載の停電検出方法。
20,20X,20Y 光ファイバセンシング機器
21 受信部
22 検出部
23 報知部
30,30a~30h 電子機器
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 (9)
- 光ファイバと、
前記光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信部と、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部は、前記光ファイバの近傍の電子機器の作動による振動を示すパターンを前記環境パターンが含まない場合に、停電が発生したと判断する、
光ファイバセンシングシステム。 - 前記検出部は、前記環境パターンが所定のパターンを含まないパターンに変化した場合、停電が発生したと判断する、
請求項1に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信部と、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部は、前記光ファイバの近傍の電子機器の作動による振動を示すパターンを前記環境パターンが含まない場合に、停電が発生したと判断する、
光ファイバセンシング機器。 - 前記検出部は、前記環境パターンが所定のパターンを含まないパターンに変化した場合、停電が発生したと判断する、
請求項3に記載の光ファイバセンシング機器。 - 前記検出部は、前記環境パターンが変化した位置に基づいて、停電が発生した位置を特定する、
請求項3又は4に記載の光ファイバセンシング機器。 - 前記検出部は、前記光ファイバにおける区間の各々に対応付けられた複数の領域のうち、前記環境パターンが変化した位置を含む区間に対応付けられた領域を、停電が発生した領域として特定する、
請求項5に記載の光ファイバセンシング機器。 - 停電が発生した位置及び領域の少なくとも一方を示す情報を、地図情報上に重畳して表示部に表示させる報知部、
をさらに備える、請求項6に記載の光ファイバセンシング機器。 - 前記検出部は、前記光ファイバの温度の変化に基づいて前記環境パターンが変化している場合に、停電が発生したと判断する、
請求項3から7のいずれか1項に記載の光ファイバセンシング機器。 - 光ファイバセンシングシステムによる停電検出方法であって、
光ファイバの近傍の環境の状態を示す環境パターンを含む光信号を、前記光ファイバから受信する受信ステップと、
前記環境パターンの変化に基づいて、停電の発生を検出する検出ステップと、
を含み、
前記検出ステップでは、前記光ファイバの近傍の電子機器の作動による振動を示すパターンを前記環境パターンが含まない場合に、停電が発生したと判断する、
停電検出方法。
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