JP7315014B2 - 光ファイバセンシングシステム、光ファイバセンシング方法、及び光ファイバセンシング装置 - 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方法、及び光ファイバセンシング装置 Download PDFInfo
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Description
しかし、近年、社会の高度な情報化及び自動化に伴い、光ファイバによってモニタしたい対象や、提供サービスに対するニーズも多岐に渡るようになり、特許文献1のように単純な個別のモニタ機能のみでは、そのニーズを満たすことが難しくなってきている。
監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークと、
前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークと、
前記第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信部と、
前記第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信部と、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定部と、
を備える。
監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信ステップと、
前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信ステップと、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定ステップと、
を含む。
監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信部と、
前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信部と、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定部と、
を備える。
まず、図1を参照して、本実施の形態に係る光ファイバセンシングシステムの基本構成例について説明する。
同様に、受信部21Bは、光ファイバネットワーク10Bから光信号を受信する。
・電柱、橋梁、トンネル、配管、ダム等の構造物の劣化を含む状態
・線路、道路の劣化を含む状態
・線路、道路の状況
・人物、車両、動物等の行動
・火山の噴火、地震、土砂災害、地盤沈下、陥没・落盤、侵食、湖水爆発、風水害、風害、水害、塩害、雪害、吹雪、凍結害、雷、高温(熱波、猛暑、暖冬)、低温(厳冬、冷夏)、自然火災等の自然災害の発生、自然災害による被害状態の監視
・停電、工事等の発生
・天候、気温、地温、風量、降水量
・通信障害の監視
なお、センシング情報は、監視対象に関する振動、音、及び温度の少なくとも1つを含んでいれば良い。
受信部21A,21Bが受信した光信号に重畳されたセンシング情報は、例えば、監視対象に関する振動情報を含んでいる。この振動情報は、監視対象に応じて、振動の強弱、振動位置、振動数の変動推移等のパターンが異なる、固有の動的な変動パターンとなる。同様に、センシング情報は、監視対象に関する音及び温度等でも固有の動的な変動パターンを含んでおり、これらの振動パターン、音響パターン及び温度パターン等により、監視対象を特定することが可能である。
図6に示されるように、受信部21Aは、光ファイバネットワーク10Aから光信号を受信する(ステップS101)。また、受信部21Bは、光ファイバネットワーク10Bから光信号を受信する(ステップS102)。なお、ステップS101とステップS102は順番が逆でも良い。
以下、本実施の形態をより具体化した具体例について説明する。
<複数の光ファイバネットワークの切り分け方法>
上記の説明では、2つの光ファイバネットワーク10A,10Bを設けた例について説明したが、光ファイバネットワーク10の数は複数であれば良い。
このとき、複数の光ファイバネットワーク10は、図7に示されるように、互いに異なる事業者が所有するものであっても良い。図7の例では、光ファイバネットワーク10Aは、事業者A(通信キャリア)が所有する光ファイバネットワークであるのに対し、光ファイバネットワーク10Bは、事業者B(電力会社)が所有する光ファイバネットワーク10Bになっている。なお、光ファイバネットワーク10は、通信キャリア及び電力会社が所有するものに限らず、鉄道会社や道路会社等の他の業種の事業者が所有するものであっても良い。また、光ファイバネットワーク10は、異なる業種の異なる事業者が所有するものであっても良いし、同じ業種の異なる事業者が所有するものであっても良い。
上記の説明では、受信部21は、光ファイバネットワーク10を構成するセンシング用光ファイバ11から光信号を受信することで、光信号に重畳されたセンシング情報を収集していた。しかし、センシング情報の収集方法は、これに限定されるものではない。
特定部22は、光ファイバネットワーク10Aから収集したセンシング情報と、光ファイバネットワーク10Bから収集したセンシング情報と、に基づいて、監視対象を特定する。
図13の例では、光ファイバネットワーク10Aのセンシングカバー範囲であるA領域と、光ファイバネットワーク10Bがセンシングのセンシングカバー範囲であるB領域と、に重複部分が存在していた。しかし、図14に示されるように、A領域とB領域とが互いに分離している場合もある。この場合、特定部22は、A領域における監視対象の特定結果と、B領域における監視対象の特定結果と、に基づいて、A領域とB領域との間にあるC領域における監視対象を推定しても良い。
<振動源及び音源の位置の特定>
同じエリアに複数の光ファイバネットワーク10を配備することにより、光ファイバセンシングのセンシング精度の向上を図ることができる。
例えば、1つのセンシング用光ファイバ11から構成される光ファイバネットワーク10が1つだけ配備されている場合、特定部22が取得できるセンシング情報は、1次元的な配置のセンシング情報となる。
特定部22は、ビル等の建物の内部に配備した光ファイバネットワーク10から収集したセンシング情報に基づいて、建物の内部の人物の行動を特定することができる。また、特定部22は、道路に配備した光ファイバネットワーク10から収集したセンシング情報に基づいて、道路上の車両の行動を特定することができる。さらに、特定部22は、人物の行動と車両の行動とに基づいて、一連の行動を特定することができる。以下、人物及び車両の行動を特定する方法の具体例を説明する。
例えば、2つの光ファイバネットワーク10をそれぞれ構成する2つのセンシング用光ファイバ11の一方を衣類に組み込み、他方をベッドに内蔵させても良い。その衣類を着用している人物が、そのベッドで寝ている場合、特定部22は、衣類に組み込まれたセンシング用光ファイバ11及びベッドに内蔵されたセンシング用光ファイバ11のそれぞれから収集したセンシング情報に含まれる振動パターン、音響パターン、及び温度パターン等に基づいて、人物の状態を特定しても良い。例えば、特定部22は、身体器官の振動、心臓音、体温等のパターン等に基づいて、人物の状態を特定することができる。また、ベッドが設置された部屋の床等にもセンシング用光ファイバ11を敷設し、特定部22は、床等に敷設されたセンシング用光ファイバ11から収集したセンシング情報に含まれる振動パターン等もさらに用いて、人物の状態を特定しても良い。
特定部22は、監視対象を特定した場合、特定した監視対象によってはアラートを報知しても良い。例えば、特定部22は、監視対象を監視する監視システムや、監視対象を監視する者が所持する端末の表示部に、GUI(Graphical User Interface)画面を表示して、上記の報知を行っても良い。この場合、GUI画面は、例えば、光ファイバネットワーク10で監視している領域を示す地図情報と、敷設されているセンシング用光ファイバ11に関する情報と、特定した監視対象に関する情報と、監視対象が検出された領域又は地点に関する情報と、を視覚的に表示する。このGUI画面の例を図22に示す。図22は、監視対象が構造物の劣化の場合の例であり、地図上に、構造物が劣化した位置を表示している。また、図22では、特定部22が図18に示されるような対応テーブルを保持していることを想定しており、構造物の劣化箇所の高さの情報も表示している。GUI画面上に表示する監視対象は、劣化箇所に限定されず、車両や電車の状態やトラフィック、人物の行動等、様々な対象が含まれる。
上記の説明では、光ファイバセンシング装置20に複数の構成要素(受信部21及び特定部22)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装置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。
続いて、図23を参照して、光ファイバセンシング装置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。
(付記1)
監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークと、
前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークと、
前記第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信部と、
前記第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信部と、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定部と、
を備える、光ファイバセンシングシステム。
(付記2)
前記第1の受信部は、第1の事業者が所有する前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信部は、第2の事業者が所有する前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
付記1に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記3)
前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報の開示に関するポリシを予め格納するデータベースをさらに備え、
前記特定部は、前記ポリシに基づいて、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のフィルタリングを行い、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のうち前記フィルタリングにより排除されなかったセンシング情報に基づいて、前記監視対象を特定する、
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)
前記第1の受信部は、第1の領域に配備された前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信部は、第2の領域に配備された前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
付記1に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記5)
前記第1の領域と前記第2の領域とが分離されており、
前記特定部は、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報に基づいて、前記第1の領域における前記監視対象を特定し、
前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報に基づいて、前記第2の領域における前記監視対象を特定し、
前記第1の領域における前記監視対象の特定結果と、前記第2の領域における前記監視対象の特定結果と、に基づいて、前記第1の領域と前記第2の領域との間の第3の領域における前記監視対象を推定する、
付記4に記載の光ファイバセンシングシステム。
(付記6)
前記特定部は、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報に含まれる、前記監視対象に応じた固有の動的な変動パターンに基づいて、前記監視対象を特定する、
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)
前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報は、振動、音、及び温度のうちの少なくとも1つを含む、
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)
光ファイバセンシングシステムによる光ファイバセンシング方法であって、
監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信ステップと、
前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信ステップと、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定ステップと、
を含む、光ファイバセンシング方法。
(付記9)
前記第1の受信ステップでは、第1の事業者が所有する前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信ステップでは、第2の事業者が所有する前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
付記8に記載の光ファイバセンシング方法。
(付記10)
前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報の開示に関するポリシをデータベースに予め格納するステップをさらに含み、
前記特定ステップでは、前記ポリシに基づいて、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のフィルタリングを行い、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のうち前記フィルタリングにより排除されなかったセンシング情報に基づいて、前記監視対象を特定する、
付記8又は9に記載の光ファイバセンシング方法。
(付記11)
前記第1の受信ステップでは、第1の領域に配備された前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信ステップでは、第2の領域に配備された前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
付記8に記載の光ファイバセンシング方法。
(付記12)
前記第1の領域と前記第2の領域とが分離されており、
前記特定ステップでは、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報に基づいて、前記第1の領域における前記監視対象を特定し、
前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報に基づいて、前記第2の領域における前記監視対象を特定し、
前記第1の領域における前記監視対象の特定結果と、前記第2の領域における前記監視対象の特定結果と、に基づいて、前記第1の領域と前記第2の領域との間の第3の領域における前記監視対象を推定する、
付記11に記載の光ファイバセンシング方法。
(付記13)
前記特定ステップでは、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報に含まれる、前記監視対象に応じた固有の動的な変動パターンに基づいて、前記監視対象を特定する、
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方法。
(付記14)
前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報は、振動、音、及び温度のうちの少なくとも1つを含む、
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方法。
(付記15)
監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信部と、
前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信部と、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定部と、
を備える、光ファイバセンシング装置。
(付記16)
前記第1の受信部は、第1の事業者が所有する前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信部は、第2の事業者が所有する前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
付記15に記載の光ファイバセンシング装置。
(付記17)
前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報の開示に関するポリシを予め格納するデータベースをさらに備え、
前記特定部は、前記ポリシに基づいて、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のフィルタリングを行い、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のうち前記フィルタリングにより排除されなかったセンシング情報に基づいて、前記監視対象を特定する、
付記15又は16に記載の光ファイバセンシング装置。
(付記18)
前記第1の受信部は、第1の領域に配備された前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信部は、第2の領域に配備された前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
付記15に記載の光ファイバセンシング装置。
(付記19)
前記第1の領域と前記第2の領域とが分離されており、
前記特定部は、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報に基づいて、前記第1の領域における前記監視対象を特定し、
前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報に基づいて、前記第2の領域における前記監視対象を特定し、
前記第1の領域における前記監視対象の特定結果と、前記第2の領域における前記監視対象の特定結果と、に基づいて、前記第1の領域と前記第2の領域との間の第3の領域における前記監視対象を推定する、
付記18に記載の光ファイバセンシング装置。
(付記20)
前記特定部は、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報に含まれる、前記監視対象に応じた固有の動的な変動パターンに基づいて、前記監視対象を特定する、
付記15から19のいずれか1項に記載の光ファイバセンシング装置。
(付記21)
前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報は、振動、音、及び温度のうちの少なくとも1つを含む、
付記15から20のいずれか1項に記載の光ファイバセンシング装置。
11,11A,11B,11C センシング用光ファイバ
20 光ファイバセンシング装置
21,21A,21B,21C 受信部
22 特定部
23 ポリシDB
30 光ファイバ通信用ネットワーク
40,40A,40B,40C 建物
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 (8)
- 第1の領域に配備され、監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークと、
前記第1の領域とは分離された第2の領域に配備され、前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークと、
前記第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信部と、
前記第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信部と、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定部と、
を備え、
前記特定部は、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報に基づいて、前記第1の領域における前記監視対象を特定し、
前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報に基づいて、前記第2の領域における前記監視対象を特定し、
前記第1の領域における前記監視対象の特定結果と、前記第2の領域における前記監視対象の特定結果と、に基づいて、前記第1の領域と前記第2の領域との間の第3の領域における前記監視対象を推定する、
光ファイバセンシングシステム。 - 前記第1の受信部は、第1の事業者が所有する前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信部は、第2の事業者が所有する前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
請求項1に記載の光ファイバセンシングシステム。 - 光ファイバセンシングシステムによる光ファイバセンシング方法であって、
第1の領域に配備され、監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信ステップと、
前記第1の領域とは分離された第2の領域に配備され、前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信ステップと、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定ステップと、
を含み、
前記特定ステップでは、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報に基づいて、前記第1の領域における前記監視対象を特定し、
前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報に基づいて、前記第2の領域における前記監視対象を特定し、
前記第1の領域における前記監視対象の特定結果と、前記第2の領域における前記監視対象の特定結果と、に基づいて、前記第1の領域と前記第2の領域との間の第3の領域における前記監視対象を推定する、
光ファイバセンシング方法。 - 第1の領域に配備され、監視対象に関する第1のセンシング情報を検出する第1の光ファイバネットワークからの第1の光信号を受信する第1の受信部と、
前記第1の領域とは分離された第2の領域に配備され、前記監視対象に関する第2のセンシング情報を検出する第2の光ファイバネットワークからの第2の光信号を受信する第2の受信部と、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報と前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報とに基づいて、前記監視対象を特定する特定部と、
を備え、
前記特定部は、
前記第1の光信号に含まれる前記第1のセンシング情報に基づいて、前記第1の領域における前記監視対象を特定し、
前記第2の光信号に含まれる前記第2のセンシング情報に基づいて、前記第2の領域における前記監視対象を特定し、
前記第1の領域における前記監視対象の特定結果と、前記第2の領域における前記監視対象の特定結果と、に基づいて、前記第1の領域と前記第2の領域との間の第3の領域における前記監視対象を推定する、
光ファイバセンシング装置。 - 前記第1の受信部は、第1の事業者が所有する前記第1の光ファイバネットワークからの前記第1の光信号を受信し、
前記第2の受信部は、第2の事業者が所有する前記第2の光ファイバネットワークからの前記第2の光信号を受信する、
請求項4に記載の光ファイバセンシング装置。 - 前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報の開示に関するポリシを予め格納するデータベースをさらに備え、
前記特定部は、前記ポリシに基づいて、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のフィルタリングを行い、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報のうち前記フィルタリングにより排除されなかったセンシング情報に基づいて、前記監視対象を特定する、
請求項4又は5に記載の光ファイバセンシング装置。 - 前記特定部は、前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報に含まれる、前記監視対象に応じた固有の動的な変動パターンに基づいて、前記監視対象を特定する、
請求項4から6のいずれか1項に記載の光ファイバセンシング装置。 - 前記第1のセンシング情報及び前記第2のセンシング情報は、振動、音、及び温度のうちの少なくとも1つを含む、
請求項4から7のいずれか1項に記載の光ファイバセンシング装置。
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