特許 7616265 電柱劣化検出システム、電柱劣化検出装置、電柱劣化検出方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】電柱劣化検出システム、電柱劣化検出装置、電柱劣化検出方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02G 1/02 20060101AFI20250109BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20250109BHJP

   H02G 7/00 20060101ALI20250109BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20250109BHJP

   G01H 9/00 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H02G1/02

G02B6/42

H02G7/00

G01M99/00 Z

G01H9/00 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023069271

(22)【出願日】2023-04-20

(62)【分割の表示】P 2020540050の分割

【原出願日】2019-04-23

(65)【公開番号】P2023099542

(43)【公開日】2023-07-13

【審査請求日】2023-05-18

(31)【優先権主張番号】P 2018162042

(32)【優先日】2018-08-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】依田 幸英

(72)【発明者】

【氏名】青野 義明

(72)【発明者】

【氏名】朝日 光司

【審査官】間宮 嘉誉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－９６８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１８３１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－７２８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５０２３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－７４７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－６５９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２７８１５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】門万寿男，ほか１名，光ファイバセンサによる構造物の長期連続モニタリング，応用力学論文集，日本，公益社団法人土木学会，2003年08月28日，Ｖｏｌ．６，ｐ．１１０５－１１１２

【文献】成瀬央，光ファイバによる構造物のモニタリング，日本機械学会誌，日本，一般社団法人日本機械学会，2006年03月05日，Ｖｏｌ．１０９，Ｎｏ．１０４８，ｐ．２２－２３

【文献】呉智深，ほか２名，都市インフラに関する構造ヘルスモニタリングの現状と展望－展望論文－，応用力学論文集，日本，公益社団法人土木学会，2003年08月28日，Ｖｏｌ．６，ｐ．１０４３－１０５４

【文献】久保陽太郎，ディープラーニングによるパターン認識，情報処理，日本，一般社団法人情報処理学会，2013年04月15日，Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．５，ｐ．５００－５０８

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００

Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０２Ｂ ６／２６－ ６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０－ ６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２－６／４３

Ｈ０２Ｇ １／００－ １／１０

Ｈ０２Ｇ ７／００－ ７／２２

Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電柱に敷設された光ファイバを含むケーブルと、
前記ケーブルに含まれる光ファイバにパルス光を入射し、前記光ファイバから、前記パルス光に対する後方散乱光であって、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信する受信部と、
前記後方散乱光に含まれる前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する検出部と、
を備え、
前記受信部は、前記後方散乱光の発生位置と、予め取得した電柱の位置を示す情報と、に基づいて、前記後方散乱光を発生した電柱を特定する、
電柱劣化検出システム。

【請求項2】

前記受信部により受信された前記後方散乱光は、複数の電柱を経由した前記光ファイバから受信した後方散乱光である、
請求項１に記載の電柱劣化検出システム。

【請求項3】

前記検出部は、前記後方散乱光に含まれる前記パターンと、前記特定された電柱に対応する学習モデルと、に基づいて、前記特定された電柱の劣化状態を検出する、
請求項１に記載の電柱劣化検出システム。

【請求項4】

前記検出部は、定期的に前記電柱の劣化状態を検出することにより、前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化を検出する、
請求項１に記載の電柱劣化検出システム。

【請求項5】

前記検出部は、前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、前記電柱の劣化又は破損の予兆を検出する、
請求項４に記載の電柱劣化検出システム。

【請求項6】

前記検出部は、前記電柱の劣化状態に応じた前記パターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記後方散乱光に含まれる前記パターンとに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する、
請求項１に記載の電柱劣化検出システム。

【請求項7】

電柱に敷設されたケーブルに含まれる光ファイバに入射されたパルス光に対する後方散乱光であって、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を前記光ファイバから受信する受信部と、
前記後方散乱光に含まれる前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する検出部と、
を備え、
前記受信部は、前記後方散乱光の発生位置と、予め取得した電柱の位置を示す情報と、に基づいて、前記後方散乱光を発生した電柱を特定する、
電柱劣化検出装置。

【請求項8】

電柱劣化検出装置による電柱劣化検出方法であって、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる光ファイバに入射されたパルス光に対する後方散乱光であって、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を前記光ファイバから受信し、
前記後方散乱光の発生位置と、予め取得した電柱の位置を示す情報と、に基づいて、前記後方散乱光を発生した電柱を特定し、
前記後方散乱光に含まれる前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する、
電柱劣化検出方法。

【請求項9】

コンピュータに、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる光ファイバに入射されたパルス光に対する後方散乱光であって、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を前記光ファイバから受信する手順と、
前記後方散乱光の発生位置と、予め取得した電柱の位置を示す情報と、に基づいて、前記後方散乱光を発生した電柱を特定する手順と、
前記後方散乱光に含まれる前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する手
順と、
を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電柱劣化検出システム、電柱劣化検出装置、電柱劣化検出方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電柱の異常検出は、人手によって行われていることが多く、例えば、作業員が目視のみで異常を判断したり、電柱を叩いた音等で異常を判断したりしていた。しかし、人手によって電柱の異常検出を行う場合、コスト・時間が多大にかかり、異常の発見や対処が遅れてしまうことがある。
そのため、最近は、電柱の異常を、光ファイバを用いて監視するシステムが提案されている（例えば、特許文献１，２）。

【0003】

特許文献１に記載の技術においては、電柱の上下方向に直線状又は螺旋状に光ファイバを敷設する。自動車の衝突で電柱が折損すると、光ファイバに強い曲りが生じ、光ファイバの内部を伝搬される光信号に損失が発生する。そのため、この損失による損失量をＯＴＤＲ（Optical Time-Domain Reflectometry）測定により検出することで複数の電柱のいずれかに折損が発生したことを検出する。

【0004】

また、特許文献２に記載の技術においては、電柱への営巣の検出用の光ファイバである営巣検出用心線を敷設する。電柱への営巣により営巣検出用心線がたわむと、営巣検出用心線に曲げや引っ張り等の歪みが生じ、営巣検出用心線の内部を伝搬される光信号の強度が減衰する。そのため、この減衰による損失量をＯＴＤＲ測定により検出することで電柱に営巣がなされたことを検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－０６７４６７号公報

【文献】特開２０１５－０５３８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１，２に記載の技術においては、光ファイバに強い応力がかかった場合の光信号の損失量を監視することで電柱の異常検出を行っている。
したがって、電柱への営巣や折損等の極端な状態は検出することができるものの、電柱の劣化のような、光ファイバへの応力にほとんど影響しないような状態の検出は困難であるという課題がある。

【0007】

そこで本開示の目的は、上述した課題を解決し、電柱の劣化状態を高精度に検出することができる電柱劣化検出システム、電柱劣化検出装置、電柱劣化検出方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一態様による電柱劣化検出システムは、
電柱に敷設された通信用光ファイバを含むケーブルと、
前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信する受信部と、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する検出部と、
を備える。

【0009】

一態様による電柱劣化検出装置は、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信する受信部と、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する検出部と、
を備える。

【0010】

一態様による電柱劣化検出方法は、
電柱劣化検出装置による電柱劣化検出方法であって、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する。

【0011】

一態様による非一時的なコンピュータ可読媒体は、
コンピュータに、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信する手順と、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する手順と、
を実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体である。

【発明の効果】

【0012】

上述の態様によれば、電柱の劣化状態を高精度に検出することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態に係る電柱劣化検出システムの構成の一例を示す図である。

【図2】実施の形態に係る電柱情報の一例を示す図である。

【図3】実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおける第１の方法で用いる、電柱の振動データの周波数特性の一例を示す図である。

【図4】実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおける第１の方法で用いる、電柱の振動データの周波数特性の他の例を示す図である。

【図5】実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおける第２の方法で用いる、電柱の振動データの一例を示す図である。

【図6】実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおける第２の方法で用いる、電柱の振動データの他の例を示す図である。

【図7】実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおける第３の方法による機械学習の一例を示す図である。

【図8】実施の形態に係る劣化レベル情報の一例を示す図である。

【図9】実施の形態に係る電柱劣化検出装置を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図10】実施の形態に係る電柱劣化検出システムの動作フローの一例を示すフロー図である。

【図11】他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおける、電柱の劣化又は破損の予兆を検出する方法の一例を示す図である。

【図12】他の実施の形態に係る電柱情報の一例を示す図である。

【図13】他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムの一例を示す図である。

【図14】他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおけるファイバセンシング部の配置の一例を示す図である。

【図15】他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおけるファイバセンシング部の配置の他の例を示す図である。

【図16】他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおけるファイバセンシング部の配置のさらに他の例を示す図である。

【図17】他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおけるファイバセンシング部の配置のさらに別の例を示す図である。

【図18】図１４の電柱劣化検出システムにおける光ファイバケーブルの断線時のファイバセンシング部の動作の一例を示す図である。

【図19】図１５の電柱劣化検出システムにおける光ファイバケーブルの断線時のファイバセンシング部の動作の一例を示す図である。

【図20】図１７の電柱劣化検出システムにおける光ファイバケーブルの断線時のファイバセンシング部の動作の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。
＜実施の形態＞
＜実施の形態の構成＞
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る電柱劣化検出システムの構成について説明する。なお、図１においては、説明の簡略化のため、３本の電柱１０のみを示している。また、３本の電柱１０は、それぞれ電柱番号がＡ，Ｂ，Ｃとなっている。

【0015】

図１に示されるように、本実施の形態に係る電柱劣化検出システムは、電柱１０の劣化状態を検出するものであり、光ファイバケーブル２０及び電柱劣化検出装置３３を備えている。

【0016】

光ファイバケーブル２０は、電柱１０に敷設されている。光ファイバケーブル２０は、電柱１０に敷設される際には、電柱１０の長手方向に対して略垂直に配設される。
光ファイバケーブル２０は、１以上の通信用光ファイバを被覆して構成されるケーブルであり、一端は通信キャリア局舎３０の内部に引き回され、他端は電柱番号Ｃの電柱１０にて終端している。

【0017】

本実施の形態に係る電柱劣化検出システムは、光ファイバをセンサとして用いる光ファイバセンシング技術を利用して、電柱１０の劣化状態を検出する。
具体的には、通信キャリア局舎３０の内部では、光ファイバケーブル２０に含まれる通信用光ファイバにパルス光を入射する。すると、パルス光が電柱１０の方向に通信用光ファイバを伝送されることに伴い、伝送距離毎に後方散乱光が発生する。この後方散乱光は、同じ通信用光ファイバを経由して通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる。

【0018】

ここで、電柱１０は、周囲の外乱による振動や自然振動をしており、電柱１０の振動は通信用光ファイバに伝達される。また、電柱１０の振動パターンは、電柱１０の劣化状態に応じて異なっている。

【0019】

そのため、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光には、電柱１０の劣化状態に応じたパターンが含まれる。図１の例では、３本の電柱１０が設けられているため、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光には、３本の電柱１０の各々の劣化状態に応じたパターンが含まれることになる。

【0020】

本実施の形態に係る電柱劣化検出システムは、通信キャリア局舎３０の内部に戻ってくる後方散乱光に、電柱１０の劣化状態に応じたパターンが含まれることを利用して、その電柱１０の劣化状態を検出するものである。

【0021】

ここで、通信キャリア局舎３０の内部においては、上述した電柱劣化検出装置３３が設けられている。電柱劣化検出装置３３は、本実施の形態の実現のために新規に設置された設備である。

【0022】

電柱劣化検出装置３３は、光ファイバセンシング機器としての機能を備える他、電柱１０の劣化状態を検出する機能を備える装置である。具体的には、電柱劣化検出装置３３は、ファイバセンシング部３３１及び検出部３３２を備えている。ファイバセンシング部３３１は、受信部の一例である。

【0023】

ファイバセンシング部３３１は、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバにパルス光を入射する。このパルス光は、電柱１０の方向に伝送される。また、ファイバセンシング部３３１は、パルス光を入射した通信用光ファイバと同じ通信用光ファイバから、パルス光に対する後方散乱光を受信する。この後方散乱光は、電柱１０の方向から受信される。

【0024】

このとき、上述のように、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光は、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含んでいる。
そのため、検出部３３２は、ファイバセンシング部３３１により受信された後方散乱光に含まれる、電柱１０の劣化状態に応じたパターンに基づいて、その電柱１０の劣化状態を検出する。

【0025】

ここで、図１の例では、３本の電柱１０が設けられているため、ファイバセンシング部３３１は、３本の電柱１０の各々の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を時系列的に受信する。
そのため、ファイバセンシング部３３１は、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信すると、まず、その後方散乱光が発生した電柱１０を特定する。その上で、検出部３３２は、ファイバセンシング部３３１により特定された電柱１０の劣化状態を検出することになる。

【0026】

そこで以下では、ファイバセンシング部３３１において、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信した場合に、その後方散乱光が発生した電柱１０を特定する方法について説明する。

【0027】

本実施の形態においては、ファイバセンシング部３３１は、各電柱１０の位置を示す位置情報を含む電柱情報を予め保持しておく。図２に電柱情報の例を示す。なお、図２において、ｚｚ＞ｙｙ＞ｘｘである。検出部３３２は、ファイバセンシング部３３１が、通信用光ファイバにパルス光を入射した時刻と、同じ通信用光ファイバから、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信した時刻と、の時間差に基づいて、その後方散乱光が発生した発生箇所を算出する。このとき、ファイバセンシング部３３１は、上述の時間差が小さいほど、ファイバセンシング部３３１から近くなるように、発生箇所を算出する。そして、ファイバセンシング部３３１は、図２の電柱情報を参照することにより、その後方散乱光が発生した電柱１０を特定する。

【0028】

図１の例では、ファイバセンシング部３３１は、３本の電柱１０の各々の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を時系列的に受信する。そのため、ファイバセンシング部３３１は、これら後方散乱光の発生箇所をそれぞれ算出し、図２の電柱情報を参照する。その結果、ファイバセンシング部３３１は、発生箇所がファイバセンシング部３３１から電柱番号Ａの電柱１０までの距離と一致した後方散乱光を、電柱番号Ａの電柱１０にて発生した後方散乱光と特定する。また、ファイバセンシング部３３１は、発生箇所がファイバセンシング部３３１から電柱番号Ｂの電柱１０までの距離と一致した後方散乱光を、電柱番号Ｂの電柱１０にて発生した後方散乱光と特定し、発生箇所がファイバセンシング部３３１から電柱番号Ｃの電柱１０までの距離と一致した後方散乱光を、電柱番号Ｃの電柱１０にて発生した後方散乱光と特定する。

【0029】

続いて以下では、検出部３３２において、ファイバセンシング部３３１により特定された電柱１０の劣化状態を検出する方法について説明する。
（１）第１の方法
まず、図３及び図４を参照して、電柱１０の劣化状態を検出する第１の方法について説明する。図３及び図４は、電柱１０の振動データ（横軸が時間、縦軸が強度（振幅））を、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）した後の周波数特性（横軸が周波数、縦軸が強度（振幅））を示している。また、図３は、正常な電柱１０の周波数特性を示し、図４は、劣化している電柱１０の周波数特性を示している。なお、図３及び図４の電柱１０の周波数特性は、ファイバセンシング部３３１が、その電柱１０にて発生した後方散乱光を分散型音響センサ（Distributed Acoustic Sensor）及び分散型振動センサ（Distributed Vibration Sensor）にて検出することにより得られたものである。

【0030】

図３及び図４に示されるように、電柱１０の周波数特性には強度のピークが発生する。このピークが発生する周波数が、電柱１０の劣化状態に応じて異なっている。具体的には、劣化している電柱１０の周波数特性（図４）は、正常な電柱１０の周波数特性（図３）と比較して、強度のピークが発生する周波数が、高周波側にシフトしている。

【0031】

そのため、検出部３３２は、電柱１０の劣化状態を検出する場合、まず、その電柱１０の周波数特性（例えば、図３及び図４）をファイバセンシング部３３１から取得する。そして、検出部３３２は、その電柱１０の周波数特性において、ピークが発生する周波数に基づいて、その電柱１０の劣化状態を検出する。また、検出部３３２は、正常な電柱１０の周波数特性におけるピークが発生する周波数からシフトしたシフト量の大きさに基づいて、劣化レベルを検出しても良い。

【0032】

ただし、本第１の方法は、電柱１０の周波数特性を用いて、その他の方法で劣化レベルを検出しても良い。
例えば、特定周波数区間の波形の形の違い、すなわち、特定周波数区間の波形パターンの差分に基づいて、劣化レベルを検出しても良い。
又は、複数の周波数のピークを組み合わせ、組み合わせたピーク間の差分に基づいて、劣化レベルを検出しても良い。

【0033】

（２）第２の方法
続いて、図５及び図６を参照して、電柱１０の劣化状態を検出する第２の方法について説明する。図５及び図６は、電柱１０の振動データ（横軸が時間、縦軸が強度（振幅））を示している。また、図５は、正常な電柱１０の振動データを示し、図６は、劣化している電柱１０の振動データを示している。なお、図５及び図６の電柱１０の振動データは、ファイバセンシング部３３１が、その電柱１０にて発生した後方散乱光を分散型音響センサ及び分散型振動センサにて検出することにより得られたものである。

【0034】

本第２の方法では、作業員が電柱１０をハンマーで叩く等の手段により、電柱１０に人工的な振動を発生させ、その人工的な振動を利用する。

【0035】

図５及び図６に示されるように、電柱１０に人工的に発生させた振動は、その後に減衰する。この減衰時間が、電柱１０の劣化状態に応じて異なっている。具体的には、図５に示されるように、正常な電柱１０の場合は、振動の減衰時間は短くなっている。これに対して、図６に示されるように、劣化している電柱１０の場合は、振動の減衰時間は長くなっている。

【0036】

そのため、検出部３３２は、電柱１０の劣化状態を検出する場合、まず、その電柱１０の振動データ（例えば、図５及び図６）をファイバセンシング部３３１から取得する。そして、検出部３３２は、その電柱１０の振動データにおいて、その電柱１０に人工的に発生させた振動の減衰時間に基づいて、その電柱１０の劣化状態を検出する。また、検出部３３２は、減衰時間の大きさに基づいて、劣化レベルを検出しても良い。

【0037】

（３）第３の方法
続いて、電柱１０の劣化状態を検出する第３の方法について説明する。
本第３の方法では、検出部３３２は、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを機械学習（例えば、深層学習等）し、機械学習の学習結果（初期学習モデル）を用いて、電柱１０の劣化状態を検出する。

【0038】

まず、図７を参照して、本第３の方法における機械学習の方法について説明する。
図７に示されるように、検出部３３２は、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃの電柱１０の劣化度合いを示す劣化レベル情報である教師データと、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃの電柱１０の振動データと、を入力する（ステップＳ１，Ｓ２）。図８に、教師データとなる劣化レベル情報の一例を示す。なお、図８において、劣化レベルは、数値が大きいほど、劣化が進行していることを示している。また、劣化レベル情報は、ファイバセンシング部３３１が保持する。また、電柱１０の振動データは、上述した第１の方法で劣化状態を検出する場合には、図３及び図４に示されるような振動データの周波数特性となる。また、電柱１０の振動データは、上述した第２の方法で劣化状態を検出する場合には、図５及び図６に示されるような振動データとなる。

【0039】

続いて、検出部３３２は、両者のマッチング及び分類を行って（ステップＳ３）、教師あり学習を行う（ステップＳ４）。これにより、初期学習モデルが得られる（ステップＳ５）。この初期学習モデルは、電柱１０の振動データを入力すると、その電柱１０の劣化状態が出力されるモデルとなる。

【0040】

続いて、本第３の方法における電柱１０の劣化状態を検出する方法について説明する。
検出部３３２は、電柱１０の劣化状態を検出する場合、その電柱１０の振動データ（例えば、図３～図６）をファイバセンシング部３３１から取得し、初期学習モデルに入力する。これにより、検出部３３２は、初期学習モデルの出力結果として、その電柱１０の劣化状態を得る。

【0041】

上述のように、本第３の方法では、電柱１０の劣化状態に応じたデータ（パターン）を機械学習し、機械学習の学習結果を用いて、電柱１０の劣化状態を検出する。
データから電柱１０の劣化状態を検出するための特徴を抽出することが、人間による解析では困難な場合がある。本第３の方法では、大量の振動データから学習モデルを構築することにより、人間での解析では困難であった場合でも、電柱１０の劣化状態を高精度に検出することができる。

【0042】

なお、本第３の方法における機械学習においては、初期状態では、２つ以上の教師データに基づいて、学習モデルを生成すれば良い。また、この学習モデルには、ファイバセンシング部３３１で新たに収集された電柱１０の振動データを新たに学習させても良い。その際、新たな学習モデルから、電柱１０の劣化状態を検出する詳細条件を調整しても良い。

【0043】

続いて以下では、図９を参照して、電柱劣化検出装置３３を実現するコンピュータ４０のハードウェア構成について説明する。
図９に示されるように、コンピュータ４０は、プロセッサ４０１、メモリ４０２、ストレージ４０３、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）４０４、及び通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）４０５などを備える。プロセッサ４０１、メモリ４０２、ストレージ４０３、入出力インタフェース４０４、及び通信インタフェース４０５は、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路で接続されている。

【0044】

プロセッサ４０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ４０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。ストレージ４０３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはメモリカードなどの記憶装置である。また、ストレージ４０３は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリであっても良い。

【0045】

ストレージ４０３は、電柱劣化検出装置３３が備えるファイバセンシング部３３１及び検出部３３２の機能を実現するプログラムを記憶している。プロセッサ４０１は、これら各プログラムを実行することで、ファイバセンシング部３３１及び検出部３３２の機能をそれぞれ実現する。ここで、プロセッサ４０１は、上記各プログラムを実行する際、これらのプログラムをメモリ４０２上に読み出してから実行しても良いし、メモリ４０２上に読み出さずに実行しても良い。また、メモリ４０２やストレージ４０３は、ファイバセンシング部３３１及び検出部３３２が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。

【0046】

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータ（コンピュータ４０を含む）に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0047】

入出力インタフェース４０４は、表示装置４０４１や入力装置４０４２などと接続される。表示装置４０４１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイのような、プロセッサ４０１により処理された描画データに対応する画面を表示する装置である。入力装置４０４２は、オペレータの操作入力を受け付ける装置であり、例えば、キーボード、マウス、及びタッチセンサなどである。表示装置４０４１及び入力装置４０４２は一体化され、タッチパネルとして実現されていても良い。なお、コンピュータ４０は、分散型音響センサ及び分散型振動センサを含む不図示のセンサなども備え、このセンサを入出力インタフェース４０４に接続した構成であっても良い。

【0048】

通信インタフェース４０５は、外部の装置との間でデータを送受信する。例えば、通信インタフェース４０５は、有線通信路または無線通信路を介して外部装置と通信する。

【0049】

＜実施の形態の動作＞
以下、本実施の形態に係る電柱劣化検出システムの動作について説明する。ここでは、図１０を参照して、本実施の形態に係る電柱劣化検出システムの動作フローについて説明する。

【0050】

図１０に示されるように、まず、ファイバセンシング部３３１は、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバにパルス光を入射する（ステップＳ１１）。
続いて、ファイバセンシング部３３１は、パルス光を入射した通信用光ファイバと同じ通信用光ファイバから、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信する（ステップＳ１２）。

【0051】

続いて、ファイバセンシング部３３１は、ステップＳ１２で受信された後方散乱光を発生した電柱１０を特定する（ステップＳ１３）。このとき、ファイバセンシング部３３１は、上述した時間差に基づく方法を用いて、後方散乱光を発生した電柱１０を特定すれば良い。

【0052】

その後、検出部３３２は、ステップＳ１２で受信された後方散乱光に含まれるパターンに基づいて、ステップＳ１３で特定された電柱１０の劣化状態を検出する（ステップＳ１４）。このとき、検出部３３２は、上述した第１～第３の方法のいずれかの方法を用いて、電柱１０の劣化状態を検出すれば良い。

【0053】

なお、図１０においては、ステップＳ１２において、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を受信する度に、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理を行っても良い。又は、ステップＳ１２において、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光を複数受信した後、後方散乱光毎に、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理を行っても良い。

【0054】

＜実施の形態の効果＞
上述したように本実施の形態によれば、光ファイバケーブル２０に含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを含む後方散乱光（光信号）を受信し、そのパターンに基づいて、電柱１０の劣化状態を検出する。そのため、電柱１０の劣化状態を高精度に検出することができる。

【0055】

また、本実施の形態によれば、電柱１０の劣化状態を検出するには、既存の通信用光ファイバがあれば良く、特許文献１のように、電柱の上下方向に直線状又は螺旋状に光ファイバを敷設したり、特許文献２のように、営巣検出用心線を敷設したりする必要はない。したがって、電柱１０の劣化状態を検出するための専用構造を必要としないため、電柱劣化検出システムを安価に構築することができる。

【0056】

また、本実施の形態によれば、既存の通信用光ファイバを用いて、一斉かつリモートで複数の電柱１０の劣化状態を検出することができるため、電柱１０の劣化状態把握が容易となると共に、電柱１０の劣化状態把握のためのコストも低減することができる。

【0057】

また、本実施の形態によれば、光ファイバをセンサとして用いる光ファイバセンシング技術を利用する。そのため、電磁ノイズの影響を受けない、センサへの給電が不要になる、環境耐性に優れる、メンテナンスが容易になる等の利点が得られる。

【0058】

＜他の実施の形態＞
なお、検出部３３２は、電柱１０毎に、上記で検出した電柱１０の劣化状態を保持することとし、定期的に（例えば、１年毎）、電柱１０の劣化状態を検出することで、電柱１０の劣化状態の経時的な状態変化を検出しても良い。

【0059】

また、検出部３３２は、電柱１０の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、電柱１０の劣化又は破損の予兆を検出しても良い。
ここで、図１１を参照して、検出部３３２において、電柱１０の劣化又は破損の予兆を検出する方法について説明する。図１１は、図３及び図４と同様の電柱１０の振動データの周波数特性を、時系列で示したものである。

【0060】

図１１に示されるように、検出部３３２は、３年前、２年前、現在の電柱１０の振動データの周波数特性の経時的な変化に基づいて、１年後の周波数特性を予測し、予測した１年後の周波数特性に基づいて、１年後の電柱１０の劣化又は破損を予測する。ここでは、検出部３３２は、１年後の周波数特性におけるピークが発生する周波数に基づいて、その電柱１０は、１年後には劣化レベル３になると予測している。

【0061】

また、ファイバセンシング部３３１は、自身で保持する電柱情報に、各電柱１０の情報をさらに追加し、検出部３３２は、電柱情報に追加された追加情報も用いて、電柱１０の劣化状態を検出しても良い。図１２に、電柱情報の他の例を示す。図１２に示される電柱情報は、図２と比較して、各電柱１０の材質、高さ、建築年度の情報が追加されている。そのため、検出部３３２は、後方散乱光に含まれる電柱１０の劣化状態に応じたパターンに加えて、その電柱１０の材質、高さ、建築年度の情報も加味して、その電柱１０の劣化状態を検出しても良い。これにより、検出精度の向上が図れる。

【0062】

また、検出部３３２により劣化していると検出された電柱１０を新品に交換した後、旧品の電柱１０を実際に分解して、分析者が実際の劣化レベルを判定しても良い。このとき、検出部３３２が検出した劣化レベルと、分析者が判定した劣化レベルと、に差分があれば、その差分を検出部３３２にフィードバックしても良い。この場合、検出部３３２は、以降、実際の劣化レベルに近づくように、電柱１０の劣化状態を検出するため、検出精度の向上が図れる。

【0063】

また、検出部３３２において、上述の第３の方法により、電柱１０の劣化状態に応じたパターンを機械学習する場合、地域によっても電柱１０の劣化状態は異なると考えられる。例えば、温暖地と寒冷地とで劣化状態は異なると考えられる。そのため、検出部３３２は、地域毎に、その地域に応じた教師データを用いて、機械学習しても良い。

【0064】

また、図１３に示されるように、電柱劣化検出装置３３による検出結果に基づいて、電柱１０を監視する監視端末５０を設けても良い。監視端末５０は、システム管理者等に対し、電柱劣化検出装置３３による検出結果として、電柱１０の劣化状態、電柱１０の劣化状態の経時的な状態変化、電柱１０の劣化又は破損の予兆等を提示しても良い。また、監視端末５０は、電柱劣化検出装置３３による検出結果に基づいて、電柱１０の交換時期又は修復時期を算出し、システム管理者等に対し、電柱１０の交換時期又は修復時期を提示しても良い。また、監視端末５０は、通信キャリア局舎３０の外部に設けているが、通信キャリア局舎３０の内部に設けても良い。また、監視端末５０を通信キャリア局舎３０の外部に設ける場合、複数の通信キャリア局舎３０の各々に光ファイバケーブル２０により接続されている電柱１０を、１つの監視端末５０で集中的に監視しても良い。

【0065】

また、電柱劣化検出装置３３のファイバセンシング部３３１及び検出部３３２を互いに分離して設けても良い。例えば、通信キャリア局舎３０の内部には、ファイバセンシング部３３１のみを設け、検出部３３２を含む電柱劣化検出装置３３を、通信キャリア局舎３０の外部に設けても良い。

【0066】

また、上述の実施の形態では、ファイバセンシング部３３１は、１つのみ設けられ、また、光ファイバケーブル２０を占有しているが、これには限定されない。ここで、図１４～図１７を参照して、他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおけるファイバセンシング部３３１の配置について説明する。なお、図１４～図１７においては、検出部３３２の図示は省略されている。

【0067】

図１４の例では、ファイバセンシング部３３１は、既存の通信設備３１と光ファイバケーブル２０を共有している。また、ファイバセンシング部３３１及び既存の通信設備３１で光ファイバケーブル２０を共有するため、信号分離のためのフィルタ３２が設けられている。

【0068】

図１５の例では、複数の通信キャリア局舎３０（図１５では、２つの通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚ）の各々に、ファイバセンシング部３３１が１つずつ設けられている。具体的には、通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚの内部にファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚがそれぞれ設けられている。なお、図１５の例では、通信キャリア局舎３０Ａには、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、通信キャリア局舎３０Ｚには、電柱番号Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、電柱番号Ｃ，Ｙの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続されている。通信設備３１Ａ，３１Ｚは通信設備３１に対応し、フィルタ３２Ａ，３２Ｚはフィルタ３２に対応する。
図１５の例では、ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚが共に、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０をモニタする。

【0069】

図１６の例では、図１５と比較して、電柱番号Ｃの電柱１０にデータ収集部３４が設けられている。ここでは、電柱１０が６本であるため、データ収集部３４が１個のみ設けられているが、データ収集部３４は、所定数の電柱１０（例えば、１０本の電柱１０）に対して１個設けることとし、１個以上設ければ良い。例えば、１００本の電柱１０に光ファイバケーブル２０が敷設されている場合、１０本の電柱１０毎に１個のデータ収集部３４を設け、合計で１０個のデータ収集部３４を設ければ良い。

【0070】

図１６の例では、各データ収集部３４は、対応する所定数の電柱１０のパターン（音、温度、振動等）のデータを収集し、検出部３３２は、各データ収集部３４が収集したデータを集約する。このとき、各データ収集部３４から検出部３３２へデータの送信は、光ファイバケーブル２０を介して行っても良いし、別に設けた無線機を介して行っても良い。検出部３３２は、データ収集部３４がデータを収集した電柱１０については、そのデータに基づいて劣化状態を検出する。

【0071】

そのため、１つのファイバセンシング部３３１のモニタ区間が短くなり、モニタ対象の電柱１０の数が減少する。ファイバセンシング部３３１のモニタ区間が短いことにより、パルス光及び後方散乱光の伝送距離が短くなるため、ファイバ損失が小さくなる。これにより、受信する後方散乱光のＳ／Ｎ比（signal-to-noise ratio）が改善し、モニタ精度の向上を図ることができる。また、ファイバセンシング部３３１のモニタ対象の電柱１０が減少することにより、モニタ周期の向上を図ることができる。

【0072】

図１７の例では、１つの通信キャリア局舎３０ＡＺに、複数のファイバセンシング部３３１（図１７では、２つのファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚ）が設けられている。なお、図１７の例では、ファイバセンシング部３３１Ａには、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、ファイバセンシング部３３１Ｚには、電柱番号Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続され、電柱番号Ｃ，Ｙの電柱１０が光ファイバケーブル２０により接続されている。通信設備３１Ａ，３１Ｚは通信設備３１に対応し、フィルタ３２Ａ，３２Ｚはフィルタ３２に対応する。

【0073】

図１７の例では、ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚが共に、電柱番号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙ，Ｚの電柱１０をモニタする。ただし、ファイバセンシング部３３１Ａは、時計回りの方向にパルス光を入射して、電柱１０をモニタし、ファイバセンシング部３３１Ｚは、反時計回りの方向にパルス光を入射して、電柱１０をモニタする。

【0074】

なお、図１５～図１７のように、複数のファイバセンシング部３３１を設ける場合、複数のファイバセンシング部３３１に対して、検出部３３２を含む電柱劣化検出装置３３を１つ設けても良い。そして、複数のファイバセンシング部３３１の各々に光ファイバケーブル２０により接続されている電柱１０の劣化状態を、１つの電柱劣化検出装置３３で集中的に検出しても良い。この場合、電柱劣化検出装置３３は、通信キャリア局舎３０のいずれかの内部に設けても良いし、通信キャリア局舎３０の外部に設けても良い。

【0075】

また、電柱１０に敷設されている光ファイバケーブル２０は、断線する可能性がある。そこで、図１８～図２０を参照して、他の実施の形態に係る電柱劣化検出システムにおける光ファイバケーブル２０の断線時のファイバセンシング部３３１の動作について説明する。なお、図１８～図２０においては、検出部３３２の図示は省略されている。

【0076】

図１８の例は、図１４の構成において、電柱番号Ｂ，Ｃの電柱１０の間の光ファイバケーブル２０が断線した例である。ファイバセンシング部３３１は、光ファイバケーブル２０が断線した場合でも、パルス光を光ファイバケーブル２０に入射し続ける。これにより、通信キャリア局舎３０は、断線された箇所までの区間において、継続してモニタをすることが可能である。

【0077】

図１９の例は、図１５の構成において、電柱番号Ｂ，Ｃの電柱１０の間の光ファイバケーブル２０が断線した例である。ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚは、光ファイバケーブル２０が断線した場合でも、パルス光を光ファイバケーブル２０に入射し続ける。このとき、電柱１０は必ず２つ以上の通信キャリア局舎３０（図１９では、２つの通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚ）と接続されている。そのため、通信キャリア局舎３０Ａ，３０Ｚが双方向からモニタを行うことにより、１重障害においては、全区間を継続してモニタすることができる冗長構成を構築可能である。

【0078】

図２０の例は、図１７の構成において、電柱番号Ｂ，Ｃの電柱１０の間の光ファイバケーブル２０が断線した例である。ファイバセンシング部３３１Ａ，３３１Ｚは、光ファイバケーブル２０が断線した場合でも、パルス光を光ファイバケーブル２０に入射し続ける。このとき、図２０の例では、光ファイバケーブル２０をリング状に接続したリング構成が構築されている。そのため、１つの通信キャリア局舎３０ＡＺからリングの双方向にモニタを行うことにより、１重障害においては、全区間を継続してモニタすることができる冗長構成を構築可能である。

【0079】

以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0080】

また、上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
電柱に敷設された通信用光ファイバを含むケーブルと、
前記ケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信する受信部と、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する検出部と、
を備える電柱劣化検出システム。
（付記２）
前記受信部により受信された前記光信号は、複数の電柱を経由した前記通信用光ファイバから受信した光信号である、
付記１に記載の電柱劣化検出システム。
（付記３）
前記受信部は、
前記パターンを含む前記光信号を発生した所定の電柱を特定し、
前記検出部は、
前記パターンに基づいて、前記所定の電柱の劣化状態を検出する、
付記２に記載の電柱劣化検出システム。
（付記４）
前記検出部は、
定期的に、前記電柱の劣化状態を検出することにより、前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化を検出する、
付記１から３のいずれか１項に記載の電柱劣化検出システム。
（付記５）
前記検出部は、
前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、前記電柱の劣化又は破損の予兆を検出する、
付記４に記載の電柱劣化検出システム。
（付記６）
前記検出部は、
前記電柱の劣化状態に応じた前記パターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記パターンとに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する、
付記１から５のいずれか１項に記載の電柱劣化検出システム。
（付記７）
前記ケーブルは、
前記電柱の長手方向に対して略垂直に配設される、
付記１から６のいずれか１項に記載の電柱劣化検出システム。
（付記８）
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信する受信部と、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する検出部と、
を備える電柱劣化検出装置。
（付記９）
前記受信部により受信された前記光信号は、複数の電柱を経由した前記通信用光ファイバから受信した光信号である、
付記８に記載の電柱劣化検出装置。
（付記１０）
前記受信部は、
前記パターンを含む前記光信号を発生した所定の電柱を特定し、
前記検出部は、
前記パターンに基づいて、前記所定の電柱の劣化状態を検出する、
付記９に記載の電柱劣化検出装置。
（付記１１）
前記検出部は、
定期的に、前記電柱の劣化状態を検出することにより、前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化を検出する、
付記８から１０のいずれか１項に記載の電柱劣化検出装置。
（付記１２）
前記検出部は、
前記電柱の劣化状態の経時的な状態変化に基づいて、前記電柱の劣化又は破損の予兆を検出する、
付記１１に記載の電柱劣化検出装置。
（付記１３）
前記検出部は、
前記電柱の劣化状態に応じた前記パターンを学習し、学習結果と前記受信部により受信された前記光信号に含まれる前記パターンとに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する、
付記８から１２のいずれか１項に記載の電柱劣化検出装置。
（付記１４）
前記ケーブルは、
前記電柱の長手方向に対して略垂直に配設される、
付記８から１３のいずれか１項に記載の電柱劣化検出装置。
（付記１５）
電柱劣化検出装置による電柱劣化検出方法であって、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信し、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する、
電柱劣化検出方法。
（付記１６）
コンピュータに、
電柱に敷設されたケーブルに含まれる少なくとも１つの通信用光ファイバから、前記電柱の劣化状態に応じたパターンを含む光信号を受信する手順と、
前記パターンに基づいて、前記電柱の劣化状態を検出する手順と、
を実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体。

【0081】

この出願は、２０１８年８月３０日に出願された日本出願特願２０１８－１６２０４２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0082】

１０ 電柱
２０ 光ファイバケーブル
３０，３０Ａ，３０Ｚ，３０ＡＺ 通信キャリア局舎
３１，３１Ａ，３１Ｚ 通信設備
３２，３２Ａ，３２Ｚ フィルタ
３３ 電柱劣化検出装置
３３１，３３１Ａ，３３１Ｚ ファイバセンシング部
３３２ 検出部
３４ データ収集部
４０ コンピュータ
４０１ プロセッサ
４０２ メモリ
４０３ ストレージ
４０４ 入出力インタフェース
４０４１ 表示装置
４０４２ 入力装置
４０５ 通信インタフェース
５０ 監視端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】