(57)【要約】【課題】  光ファイバケーブル内への浸水の有無を適切に検出する。【解決手段】  制御装置１６の距離方向データ処理部３１は、第１光パルス試験器１３から出力される光ファイバの長手方向における距離に応じた温度分布の検出データに対して、距離に関する所定のデータ処理として、例えば移動中央値取得処理を行い、検出データから距離処理データを生成する。時間方向データ処理部３２は、距離方向データ処理部３１から出力される距離処理データに対して、時間に関する所定のデータ処理として、例えば移動平均処理を行い、距離処理データから時間処理データを生成する。温度変化量算出部３３は、時間方向データ処理部３２から出力される時間処理データに対して、温度の時間変化量を算出する所定の処理として、例えば１ポイント以前の時間のポイントでの時間処理データを基準温度に設定し、基準温度に対する差を各時間処理データ毎に算出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバケーブル（１１）内の光ファイバに入射端から光パルスを入射し、前記入射端に戻ってきた戻り光に含まれる所定の散乱光により前記光ファイバケーブルの長手方向における温度分布を時系列データとして検出する光パルス試験器（１３）と、
前記光パルス試験器から出力される前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の前記時系列データからなる検出データあるいは該検出データに係るデータを処理対象データとして、
前記処理対象データに対し、前記光ファイバケーブルの長手方向の所定範囲の距離に関する平滑化処理を行い、距離平滑化データを生成する距離平滑化手段（３１）と、
前記処理対象データに対し、前記時系列データの所定範囲の時間に関する平滑化処理を行い、時間平滑化データを生成する時間平滑化手段（３２）と、
前記処理対象データに対し、前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の時間変化量のデータを算出する温度変化量算出手段（３３）と
を備えることを特徴とする光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項２】
前記距離平滑化手段は、前記処理対象データの距離の情報に応じて前記所定範囲の距離を設定することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項３】
前記時間平滑化手段は、前記処理対象データに対し、複数回の前記平滑化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項４】
前記時間平滑化手段は、前記処理対象データの距離の情報に応じて前記平滑化処理の実行回数を設定することを特徴とする請求項３に記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項５】
前記平滑化処理は、平均値算出処理または移動平均値算出処理または中央値算出処理または移動中央値算出処理であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかひとつに記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項６】
前記温度変化量算出手段は、所定の基準温度に対する前記処理対象データの差を算出することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかひとつに記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項７】
前記温度変化量算出手段は、時系列をなす複数の前記処理対象データのうち、前記差の算出対象となる前記処理対象データに対して所定時間あるいは所定数だけ以前の前記処理対象データを前記所定の基準温度として設定することを特徴とする請求項６に記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項８】
前記温度変化量算出手段は、前記処理対象データの距離の情報に応じて前記所定時間あるいは前記所定数を設定することを特徴とする請求項７に記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項９】
前記温度変化量算出手段にて算出される前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の時間変化量のデータにおいて、前記光ファイバケーブルの長手方向における比熱あるいは該比熱に係る状態量の分布に応じて適宜の温度変化に対する時間遅れが発生しているか否かを判定することによって、前記光ファイバケーブル内への浸水の有無を判定する劣化判定手段（３４）を備えることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかひとつに記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【請求項１０】
前記温度変化量算出手段にて算出される前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の時間変化量のデータにおいて、過冷却現象による温度変化が発生しているか否かを判定することによって、前記光ファイバケーブル内への浸水の有無を判定する劣化判定手段（３４）を備えることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかひとつに記載の光ファイバケーブルの劣化検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバケーブルの劣化検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管路網等へ布設される光ファイバケーブル内への浸水の有無を検出する方法として、例えば水を吸収して体積膨張あるいは体積収縮する吸水材を光ファイバケーブル内に備え、この吸水材の体積膨張あるいは体積収縮によって光ファイバが局所的に屈曲変形することに伴う光伝送損失の増大を光パルス試験器により検出する方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。
また、例えば水と反応して発熱あるいは吸熱する反応材を光ファイバケーブル内に備え、この反応材の発熱あるいは吸熱によって光ファイバに発生した局所的な温度変化を光パルス試験器により検出する方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【特許文献１】特開昭６２−２８７０３号公報
【特許文献２】特開平６−１８７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来技術に係る浸水検知方法においては、光ファイバケーブル内への浸水によって、光ファイバが屈曲変形させられたり、光ファイバが冷却または加熱されることで、光ファイバケーブルの劣化状態が助長されてしまう虞がある。
このように光ファイバケーブルの劣化状態が助長されると、例えば浸水検知後であっても保守作業等が実行されるまでの期間において、この光ファイバケーブルにより通信を行う必要がある場合等に通信特性が過剰に劣化してしまったり、例えば浸水検知後に実行される保守作業等に要する手間が煩雑化してしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバケーブルの劣化状態を助長することを防止しつつ、例えば光ファイバケーブル内への浸水の有無等の劣化状態を適切かつ精度良く検出することが可能な光ファイバケーブルの劣化検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムは、光ファイバケーブル（１１）内の光ファイバに入射端から光パルスを入射し、前記入射端に戻ってきた戻り光に含まれる所定の散乱光により前記光ファイバケーブルの長手方向における温度分布を時系列データとして検出する光パルス試験器（１３）と、前記光パルス試験器から出力される前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の前記時系列データからなる検出データあるいは該検出データに係るデータを処理対象データとして、前記処理対象データに対し、前記光ファイバケーブルの長手方向の所定範囲の距離に関する平滑化処理を行い、距離平滑化データを生成する距離平滑化手段（３１）と、前記処理対象データに対し、前記時系列データの所定範囲の時間に関する平滑化処理を行い、時間平滑化データを生成する時間平滑化手段（３２）と、前記処理対象データに対し、前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の時間変化量のデータを算出する温度変化量算出手段（３３）と
を備えることを特徴としている。
【０００５】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、戻り光に含まれる所定の散乱光、例えばラマン散乱光やブリルアン散乱光等を検出して得た、光ファイバケーブルの長手方向における温度分布の時系列データからなる検出データに対し、適宜の順序で以下の各処理つまり所定範囲の距離に関する平滑化処理、所定範囲の時間に関する平滑化処理、温度分布の時間変化量を算出する処理を実行することにより、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態（例えば、過冷却現象による温度変化等）を精度良く検知することができる。
【０００６】
さらに、請求項２記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムでは、前記距離平滑化手段は、前記処理対象データの距離の情報に応じて前記所定範囲の距離を設定することを特徴としている。
【０００７】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、処理対象データの距離の情報に応じて、平滑化処理を行う所定範囲の距離を適切に設定することができ、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
【０００８】
さらに、請求項３記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムでは、前記時間平滑化手段は、前記処理対象データに対し、複数回の前記平滑化処理を行うことを特徴としている。
【０００９】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、複数回の平滑化処理を行うことによって、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
【００１０】
さらに、請求項４記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムでは、前記時間平滑化手段は、前記処理対象データの距離の情報に応じて前記平滑化処理の実行回数を設定することを特徴としている。
【００１１】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、処理対象データの距離の情報に応じた適切な回数の平滑化処理を行うことによって、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
【００１２】
さらに、請求項５記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムでは、前記平滑化処理は、平均値算出処理または移動平均値算出処理または中央値算出処理または移動中央値算出処理であることを特徴としている。
【００１３】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、平滑化処理を平均値算出処理または移動平均値算出処理または中央値算出処理または移動中央値算出処理とすることで、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
【００１４】
さらに、請求項６記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムでは、前記温度変化量算出手段は、所定の基準温度に対する前記処理対象データの差を算出することを特徴としている。
【００１５】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、複数の処理対象データに対して、例えば時間の情報が同等の処理対象データ毎に、所定の基準温度に対する処理対象データの差を算出することで、光ファイバケーブルの長手方向における温度分布の時間変化量を容易に算出することができる。
【００１６】
さらに、請求項７記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムでは、前記温度変化量算出手段は、時系列をなす複数の前記処理対象データのうち、前記差の算出対象となる前記処理対象データに対して所定時間あるいは所定数だけ以前の前記処理対象データを前記所定の基準温度として設定することを特徴としている。
【００１７】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態を容易に精度良く検知することができる。
【００１８】
さらに、請求項８記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムでは、前記温度変化量算出手段は、前記処理対象データの距離の情報に応じて前記所定時間あるいは前記所定数を設定することを特徴としている。
【００１９】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、所定の基準温度を設定する際の所定時間あるいは所定数を処理対象データの距離の情報に応じた適切な値に設定することができ、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
【００２０】
さらに、請求項９記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムは、前記温度変化量算出手段にて算出される前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の時間変化量のデータにおいて、前記光ファイバケーブルの長手方向における比熱あるいは該比熱に係る状態量の分布に応じて適宜の温度変化に対する時間遅れが発生しているか否かを判定することによって、前記光ファイバケーブル内への浸水の有無を判定する劣化判定手段（３４）を備えることを特徴としている。
【００２１】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態（例えば、過冷却現象による温度変化等）を精度良く検知することができることに加えて、浸水部と非浸水部との比熱差に応じて適宜の温度変化に対する時間遅れが発生しているか否かを判定することによって、光ファイバケーブル内への浸水の有無を容易に判定することができ、さらに、この判定精度を向上させることができる。
【００２２】
さらに、請求項１０記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムは、前記温度変化量算出手段にて算出される前記光ファイバケーブルの長手方向における前記温度分布の時間変化量のデータにおいて、過冷却現象による温度変化が発生しているか否かを判定することによって、前記光ファイバケーブル内への浸水の有無を判定する劣化判定手段（３４）を備えることを特徴としている。
【００２３】
上記構成の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルに生じる所定の温度変化状態として、過冷却現象による温度変化が発生しているか否かを判定することによって、光ファイバケーブル内への浸水の有無を容易に判定することができると共に、判定精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、戻り光に含まれる所定の散乱光を検出して得た検出データに対し、順次、所定範囲の距離に関する平滑化処理、所定範囲の時間に関する平滑化処理、温度分布の時間変化量を算出する処理を実行することにより、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態（例えば、過冷却現象による温度変化等）を精度良く検知することができる。
【００２５】
さらに、請求項２記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、検出データの距離の情報に応じて、平滑化処理を行う所定範囲の距離を適切に設定することができ、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
さらに、請求項３記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、複数回の平滑化処理を行うことによって、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
さらに、請求項４記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、距離平滑化データの距離の情報に応じた適切な回数の平滑化処理を行うことによって、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
【００２６】
さらに、請求項５記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
さらに、請求項６記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルの長手方向における温度分布の時間変化量を容易に算出することができる。
【００２７】
さらに、請求項７記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態を容易に精度良く検知することができる。
さらに、請求項８記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、所定の基準温度を設定する際の所定時間あるいは所定数を時間平滑化データの距離の情報に応じた適切な値に設定することができ、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態の検知精度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、請求項９記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルの長手方向における適宜の位置での所望の温度変化状態（例えば、過冷却現象による温度変化等）を精度良く検知することができることに加えて、浸水部と非浸水部との比熱差に応じて適宜の温度変化に対する時間遅れが発生しているか否かを判定することによって、光ファイバケーブル内への浸水の有無を容易に判定することができ、さらに、この判定精度を向上させることができる。
さらに、請求項１０記載の本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムによれば、光ファイバケーブルに生じる所定の温度変化状態として、過冷却現象による温度変化が発生しているか否かを判定することによって、光ファイバケーブル内への浸水の有無を容易に判定することができると共に、判定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の光ファイバケーブルの劣化検知システムの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による光ファイバケーブルの劣化検知システム１０は、検知対象とされる光ファイバケーブル１１の劣化状態として、例えば光ファイバケーブル１１内部への浸水の有無を検知するものであって、例えば図１に示すように、検知側端末装置１０ａと、制御側端末装置１０ｂとを備えて構成され、検知側端末装置１０ａは、光スイッチ１２と、第１光パルス試験器１３と、第２光パルス試験器１４と、第３光パルス試験器１５と、制御装置１６と、入力装置１７と、出力装置１８と、検知側通信装置１９とを備えて構成され、制御側端末装置１０ｂは、例えば、制御側通信装置２１と、制御装置２２と、入力装置２３と、出力装置２４とを備えて構成されている。
【００３０】
検知側端末装置１０ａと制御側端末装置１０ｂとは、検知側通信装置１９および制御側通信装置２１を介して相互に通信接続可能とされており、制御側端末装置１０ｂによって検知側端末装置１０ａの動作、例えば後述する光スイッチ１２の切替接続の動作や各光パルス試験器１３，１４，１５の検出動作等が制御可能とされ、例えば浸水の有無等の劣化状態の検知結果を制御側端末装置１０ｂに具備される出力装置２４に出力可能とされている。
【００３１】
検知対象とされる光ファイバケーブル１１は、例えば複数の光ファイバからなる多心の光ファイバケーブルであって、光スイッチ１２に接続されている。
なお、本実施の形態による光ファイバケーブル１１は、例えば光ファイバを架空地線に収容したＯＰＧＷ（composite fiber OPtical overhead Ground Wire）であって、このＯＰＧＷは、複数（例えば、１８心等）の光ファイバを金属管の中に収納したＯＰユニット（OPtical cable unit）の周囲に、アルミ覆鋼線等の金属素線を撚り合せたものであり、架空送電線路の避雷機能と光ファイバによる通信・情報管理機能を一体化した送電線である。
【００３２】
光スイッチ１２は、光ファイバケーブル１１の複数の光ファイバに対して、後述する各光パルス試験器１３，１４，１５の各検知用光ファイバ１３ａ，１４ａ，１５ａを制御装置１６の制御により選択的に接続する。
【００３３】
検知側端末装置１０ａの第１光パルス試験器１３は、例えば戻り光に含まれるラマン散乱光の強度を時間軸上で測定することによって、光ファイバの長手方向におけるラマン散乱光の強度分布を検出するＲＯＴＤＲ（Raman Optical Time Domain Reflectometry）装置をなすものであって、ラマン散乱光を構成する２成分、つまり入射光よりも低い周波数側へシフトしたストークス成分と入射光よりも高い周波数側へシフトした反ストークス成分との各強度の相対関係（例えば、強度比等）が光ファイバの温度に依存することに基づき、さらに、戻り光の戻り時間から光ファイバの長手方向における位置情報を検出して、光ファイバの長手方向における温度分布を検出する。
第１光パルス試験器１３は、制御装置１６の制御により、例えば所定の時間間隔毎等において、検知用光ファイバ１３ａを介して、この検知用光ファイバ１３ａに接続されている光ファイバケーブル１１の光ファイバに試験光を入射し、この入射光に対する戻り光、つまり検知用光ファイバ１３ａの入射端に戻ってくる光を観測する。
【００３４】
検知側端末装置１０ａの第２光パルス試験器１４は、例えば戻り光に含まれるブリルアン散乱光の強度を時間軸上で測定することによって、光ファイバの長手方向におけるブリルアン散乱光の強度分布を検出するＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical Time Domain Reflectometry）装置をなすものであって、ブリルアン散乱光の入射光に対する周波数シフト量が光ファイバの伸び歪み量に依存することに基づき、さらに、戻り光の戻り時間から光ファイバの長手方向における位置情報を検出して、光ファイバの長手方向における伸び歪み変形の有無を検出する。
第２光パルス試験器１４は、制御装置１６の制御により、例えば所定の時間間隔毎等において、検知用光ファイバ１４ａを介して、この検知用光ファイバ１４ａに接続されている光ファイバケーブル１１の光ファイバに試験光を入射し、この入射光に対する戻り光、つまり検知用光ファイバ１４ａの入射端に戻ってくる光を観測する。
【００３５】
検知側端末装置１０ａの第３光パルス試験器１５は、例えば戻り光に含まれるレイリー散乱光や、例えば光ファイバの断線位置等からの反射光（例えば、フレネル反射光等）等の強度分布を検出するＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）装置をなすものである。
【００３６】
制御装置１６は、光スイッチ１２の切替接続の動作や、各光パルス試験器１３，１４，１５の検出動作を制御すると共に、各光パルス試験器１３，１４，１５にて得られる検出データのデータ処理を行う。例えば、制御装置１６は、第１光パルス試験器１３から出力される光ファイバの長手方向における距離に応じた温度分布の検出結果を時系列データとして取得し、取得した検出データのデータ処理を行うものであって、距離方向データ処理部３１と、時間方向データ処理部３２と、温度変化量算出部３３と、浸水判定部３４とを備えて構成されている。
ここで、第１光パルス試験器１３から出力される検出データＡ（ｎ，ｍ）は、例えば下記表１に示すように、光ファイバの長手方向に所定距離（サンプリング距離）をおいて設定される距離の各ポイントＬ１，…，Ｌｎ（ｎは任意の自然数）と、第１光パルス試験器１３から出力される時系列データの所定周期（サンプリング時間）毎に設定される時間の各ポイントＴ１，…，Ｔｍ（ｍは任意の自然数）とによって指定される。
【００３７】
【表１】
2005091320.tif 000003
【００３８】
距離方向データ処理部３１は、第１光パルス試験器１３から出力される検出データＡ（ｎ，ｍ）に対して、例えば、時間の各ポイントＴ１，…，Ｔｍ毎に、距離に関する所定のデータ処理、例えば平均処理や、移動平均処理や、中央値取得処理や、移動中央値取得処理等を実行する。
例えば平均処理では、距離方向データ処理部３１は、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ（ただし、始点ポイントＬ１≦下限ポイントＬｊｎ、上限ポイントＬｋｎ≦終点ポイントＬｎ）内の検出データＡ（ｊｎ，ｍ），…，Ａ（ｋｎ、ｍ）の平均値を算出し、算出した平均値を所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎの中心位置Ｌａでのデータとして設定する。
なお、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ内に含まれる距離のポイント数が奇数である場合には、距離方向データ処理部３１は、算出した平均値を中心位置Ｌａに対応する距離のポイントのデータとして設定する。一方、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ内に含まれる距離のポイント数が偶数である場合には、距離方向データ処理部３１は、算出した平均値を、中心位置Ｌａを挟み込む２つの距離のポイントのうち、距離の長いほうあるいは短いほうのポイントのデータとして設定する。
【００３９】
また、例えば移動平均処理では、距離方向データ処理部３１は、例えば、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ（ただし、Ｌ１≦Ｌｊｎ、Ｌｋｎ≦Ｌｎ）において、下限ポイントＬｊｎ＝始点ポイントＬ１となる状態から上限ポイントＬｋｎ＝終点ポイントＬｎとなる状態に到るまで、順次、下限ポイントＬｊｎを１ポイントずつ増大させることで、いわば所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎを距離軸上で移動させる毎に、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ内の検出データＡ（ｊｎ，ｍ），…，Ａ（ｋｎ、ｍ）の平均値を算出し、算出した平均値を所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎの中心位置Ｌａでのデータとして設定する。
【００４０】
また、例えば中央値取得処理では、距離方向データ処理部３１は、例えば、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ（ただし、Ｌ１≦Ｌｊｎ、Ｌｋｎ≦Ｌｎ）内の検出データＡ（ｊｎ，ｍ），…，Ａ（ｋｎ、ｍ）の中央値を算出し、算出した中央値を所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎの中心位置Ｌａでのデータとして設定する。
また、例えば移動中央値取得処理では、距離方向データ処理部３１は、例えば、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ（ただし、Ｌ１≦Ｌｊｎ、Ｌｋｎ≦Ｌｎ）において、下限ポイントＬｊｎ＝始点ポイントＬ１となる状態から上限ポイントＬｋｎ＝終点ポイントＬｎとなる状態に到るまで、順次、下限ポイントＬｊｎを１ポイントずつ増大させることで、いわば所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎを距離軸上で移動させる毎に、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ内の検出データＡ（ｊｎ，ｍ），…，Ａ（ｋｎ、ｍ）の中央値を算出し、算出した中央値を所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎの中心位置Ｌａでのデータとして設定する。
【００４１】
例えば、距離方向データ処理部３１は、サンプリング距離を２ｍに設定し、所定距離範囲Ｌｊｎ〜Ｌｋｎ内に含まれる距離のポイント数を１０ポイント（２０ｍの距離に相当）に設定して、上記表１に示す検出データ（ｎ，ｍ）に対して移動平均処理あるいは移動中央値取得処理を実行すると、例えば下記表２に示すように、距離処理データＢ（５≦ａ≦ｎ−５，ｍ）を出力する。
【００４２】
【表２】
2005091320.tif 000004
【００４３】
時間方向データ処理部３２は、距離方向データ処理部３１から出力される距離処理データＢ（ａ，ｍ）に対して、例えば、距離の各ポイントＬａ毎に、時間に関する所定のデータ処理、例えば平均処理や、移動平均処理や、中央値取得処理や、移動中央値取得処理等を実行する。
例えば平均処理では、時間方向データ処理部３２は、所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍ（ただし、始点ポイントＴ１≦下限ポイントＴｊｍ、上限ポイントＴｋｍ≦終点ポイントＴｍ）内の距離処理データＢ（ａ，ｊｍ），…，Ｂ（ａ、ｋｍ）の平均値を算出し、算出した平均値を所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍの中心時刻Ｔｂでのデータとして設定する。
なお、所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍ内に含まれる時間のポイント数が奇数である場合には、時間方向データ処理部３２は、算出した平均値を中心時刻Ｔｂに対応する時間のポイントのデータとして設定する。一方、所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍ内に含まれる時間のポイント数が偶数である場合には、時間方向データ処理部３２は、算出した平均値を、中心時刻Ｔｂを挟み込む２つの時間のポイントのうち、時間の早いほうあるいは遅いほうのポイントのデータとして設定する。
【００４４】
また、例えば移動平均処理では、時間方向データ処理部３２は、例えば、所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍ（ただし、Ｔ１≦Ｔｊｍ、Ｔｋｍ≦Ｔｍ）において、下限ポイントＴｊｍ＝始点ポイントＴ１となる状態から上限ポイントＴｋｍ＝終点ポイントＴｍとなる状態に到るまで、順次、下限ポイントＴｊｍを１ポイントずつ増大させることで、いわば所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍを時間軸上で移動させる毎に、所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍ内の距離処理データＢ（ａ，ｊｍ），…，Ｂ（ａ、ｋｍ）の平均値を算出し、算出した平均値を所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍの中心時刻Ｔｂでのデータとして設定する。
【００４５】
例えば、時間方向データ処理部３２は、サンプリング時間を３０秒に設定し、所定時間範囲Ｔｊｍ〜Ｔｋｍ内に含まれる時間のポイント数を１０ポイント（５分の時間に相当）に設定して、上記表２に示す距離処理データＢ（５≦ａ≦ｎ−５，ｍ）に対して移動平均処理を実行すると、例えば下記表３に示すように、時間処理データＣ（５≦ａ≦ｎ−５，５≦ｂ≦ｍ−５）を出力する。
【００４６】
【表３】
2005091320.tif 000005
【００４７】
温度変化量算出部３３は、時間方向データ処理部３２から出力される時間処理データＣ（ａ，ｂ）に対して、例えば、初期時間データ基準処理や、所定ポイント前データ基準処理等を実行し、所定の基準温度に基づいた温度の時間変化量を算出する。
例えば初期時間データ基準処理では、温度変化量算出部３３は、所定の時間のポイントＴｂでの時間処理データＣ（ａ，ｂ）（例えば、最も初期の時間処理データＣ（ａ，ｂ）等）を基準温度に設定し、この基準温度に対する差を各時間処理データＣ（ａ，ｂ）毎に算出する。
また、所定ポイント前データ基準処理では、温度変化量算出部３３は、所定のポイント数だけ以前の時間のポイントＴｂでの時間処理データＣ（ａ，ｂ）（例えば、１または２ポイント以前の時間のポイントＴｂでの時間処理データＣ（ａ，ｂ））を基準温度に設定し、この基準温度に対する差を各時間処理データＣ（ａ，ｂ）毎に算出する。
【００４８】
例えば、温度変化量算出部３３は、上記表３に示す時間処理データＣ（ａ，ｂ）に対して、最も初期の時間処理データＣ（ａ，ｂ）を基準温度とする初期時間データ基準処理あるいは１ポイント以前の時間のポイントＴｂでの時間処理データＣ（ａ，ｂ）を基準温度とする所定ポイント前データ基準処理を実行すると、例えば下記表４に示すように、温度処理データＤ（５≦ａ≦ｎ−５，６≦ｂ≦ｍ−５）を出力する。
【００４９】
【表４】
2005091320.tif 000006
【００５０】
浸水判定部３４は、温度変化量算出部３３から出力される温度処理データに基づき、所定の温度変化状態が発生しているか否かを判定し、この判定結果に応じて光ファイバケーブル１１内への浸水の発生の有無を検知する。
例えば、光ファイバケーブル１１内への浸水が発生した後に、浸水部では、浸水が発生していない非浸水部と比べて比熱が大きいことから、浸水部および非浸水部において適宜の温度変化が生じる際に、非浸水部での温度の時間変化に比べて、浸水部での温度の時間変化に時間遅れが生じる。
これにより、浸水判定部３４は、温度変化量算出部３３から出力される温度処理データの時間変化において、温度変化の時間遅れが生じているか否かを判定し、温度変化の時間遅れを検知したならば、光ファイバケーブル１１内への浸水が発生していると判断する。
【００５１】
さらに、例えば、光ファイバケーブル１１内への浸水が発生した後に、気温の低下等によって光ファイバケーブル１１の温度が氷点下に低下すると、過冷却現象が生じる。過冷却現象は、液体や気体を冷やしていく時、相転移が起こるはずの温度以下になっても、なお凝固または凝縮が起こらない現象であり、この場合、水が凝固点以下になっても凍らない現象であって、水の凍り始めの段階において一時的に温度が凝固点近くまで上昇し、２０分〜３０分程度で再度温度が下降する現象が発生する。
これにより、浸水判定部３４は、温度変化量算出部３３から出力される温度処理データの時間変化において、過冷却現象による温度変化が発生しているか否かを判定し、過冷却現象による温度変化の発生を検知した場合には、光ファイバケーブル１１内への浸水が発生していると判断する。
【００５２】
本実施の形態による光ファイバケーブルの劣化検知システム１０は上記構成を備えており、次に、この光ファイバケーブルの劣化検知システム１０の動作、特に、第１光パルス試験器１３から出力される検出データのデータ処理を行う処理について説明する。
先ず、図２に示すステップＳ０１においては、第１光パルス試験器１３から出力される光ファイバの長手方向における距離に応じた温度分布の検出結果を時系列データとして取得する。
次に、ステップＳ０２においては、後述するように、第１光パルス試験器１３から出力される検出データに対して、距離に関する所定のデータ処理として、例えば平均処理や、移動平均処理や、中央値取得処理や、移動中央値取得処理等のうち、何れかのデータ処理を選択する。
【００５３】
次に、ステップＳ０３においては、距離に関するデータ処理を行う所定距離範囲（例えば、１０ｍや、２０ｍや、４０ｍ等）を距離方向のデータ処理範囲ＲＬとして設定する。
そして、ステップＳ０４においては、設定したデータ処理範囲ＲＬにおいて、選択したデータ処理を実行し、検出データから距離処理データを出力する。
【００５４】
次に、ステップＳ０５においては、後述するように、距離方向データ処理部３１から出力される距離処理データに対して、時間に関する所定のデータ処理として、例えば平均処理や、移動平均処理等のうち、何れかのデータ処理を選択する。
【００５５】
次に、ステップＳ０６においては、時間に関するデータ処理を行う所定時間範囲（例えば、５分や、１０分等）を時間方向のデータ処理範囲ＲＴとして設定する。
そして、ステップＳ０７においては、設定したデータ処理範囲ＲＴにおいて、選択したデータ処理を実行し、距離処理データから時間処理データを出力する。
【００５６】
次に、ステップＳ０８においては、後述するように、時間方向データ処理部３２から出力される時間処理データに対して、温度の時間変化量を算出する処理として、例えば初期時間データ基準処理や、所定ポイント前データ基準処理等のうち、何れかのデータ処理を選択する。
【００５７】
次に、ステップＳ０９においては基準温度を設定する。
そして、ステップＳ１０においては、設定した基準温度に基づき、選択したデータ処理を実行し、各時間処理データ毎に基準温度に対する差を算出する。
そして、ステップＳ１１においては、ステップＳ１０での算出結果を、例えば検知側端末装置１０ａの出力装置１８や、制御側端末装置１０ｂの出力装置２４に出力する。
【００５８】
そして、ステップＳ１２においては、ステップＳ１０での算出結果とされる温度処理データに基づき、所定の温度変化状態、例えば過冷却現象による温度変化が発生しているか否かを判定し、この判定結果に応じて光ファイバケーブル１１内への浸水の発生の有無を検知する。
そして、ステップＳ１３においては、ステップＳ１０での判定結果を、例えば検知側端末装置１０ａの出力装置１８や、制御側端末装置１０ｂの出力装置２４に出力して、一連の処理を終了する。
【００５９】
以下に、上述したステップＳ０２における、距離に関するデータ処理を選択する処理について説明する。
先ず、図３に示すステップＳ２１においては、平均処理を選択するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進み、距離に関するデータ処理方法として平均処理を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２３に進む。
【００６０】
ステップＳ２３においては、移動平均処理を選択するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進み、距離に関するデータ処理方法として移動平均処理を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
【００６１】
ステップＳ２５においては、中央値取得処理を選択するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２６に進み、距離に関するデータ処理方法として中央値取得処理を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２７に進み、距離に関するデータ処理方法として移動中央値取得処理を設定し、一連の処理を終了する。
【００６２】
以下に、上述したステップＳ０５における、時間に関するデータ処理を選択する処理について説明する。
先ず、図４に示すステップＳ３１においては、平均処理を選択するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進み、時間に関するデータ処理方法として平均処理を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３３に進む。
【００６３】
ステップＳ３３においては、移動平均処理を選択するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３４に進み、時間に関するデータ処理方法として移動平均処理を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３５に進む。
【００６４】
ステップＳ３５においては、中央値取得処理を選択するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３６に進み、時間に関するデータ処理方法として中央値取得処理を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３７に進み、時間に関するデータ処理方法として移動中央値取得処理を設定し、一連の処理を終了する。
【００６５】
以下に、上述したステップＳ０８における、温度の時間変化量を算出する処理を選択する処理について説明する。
先ず、図５に示すステップＳ４１においては、初期時間データ基準処理を選択するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４２に進み、温度の時間変化量を算出する処理方法として初期時間データ基準処理を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４３に進み、温度の時間変化量を算出する処理方法として所定ポイント前データ基準処理を設定し、一連の処理を終了する。
【００６６】
以下に、上述した本実施の形態による光ファイバケーブルの劣化検知システム１０を使用して光ファイバケーブル１１内への浸水の有無を検出した実施例について説明する。
以下に示す第１実施例〜第１１実施例においては、例えば光ファイバケーブルの劣化検知システム１０の検知側端末装置１０ａを屋内に配置し、光ファイバケーブル１１として、屋外に架線したＯＰＧＷ（composite fiber OPtical overhead Ground Wire）を検出対象とした。ここで、屋外に架線したＯＰＧＷは、例えば図６に示すように、光ファイバが浸水している浸水部１１ａと、光ファイバの浸水が生じていない非浸水部１１ｂとが融着接続されて構成されている。
【００６７】
そして、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂの所定位置には、光ファイバケーブル１１の表面温度または光ファイバケーブル１１近傍の雰囲気温度を検出する熱電対等からなる各複数、例えば各４つの温度センサ４１，…，４１を配置した。また、光ファイバケーブルの劣化検知システム１０の検知側端末装置１０ａを収容する屋内には、屋内の雰囲気温度を検出する内部温度センサ４２を配置した。一方、屋外には、屋外の雰囲気温度を検出する外部温度センサ４３と、屋外での日射量を検出する日射センサ４４と、屋外での風速および風向を検出する風速風向センサ４５とを配置した。
そして、第１光パルス試験器１３から出力される検出データに対して、順次、距離に関するデータ処理と、時間に関するデータ処理と、温度の時間変化量を算出する処理とを実行し、温度処理データを算出した。
【００６８】
先ず、第１実施例では、距離に関するデータ処理において、サンプリング距離を２ｍに設定し、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を１０ポイント（２０ｍの距離に相当）に設定し、検出データに対して移動中央値取得処理を実行し、距離処理データを生成した。
そして、時間に関するデータ処理において、サンプリング時間を３０秒に設定し、データ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を１０ポイント（５分の時間に相当）に設定して、先ず、距離処理データに対して第１の移動平均処理を実行し、第１の時間処理データを生成した。次に、第１の時間処理データに対して、サンプリング時間およびデータ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を第１の移動平均処理と同等の値に設定して、第２の移動平均処理を実行し、第２の時間処理データを生成した。
そして、温度の時間変化量を算出する処理において、第２の時間処理データのうち１番初めの時間の温度を基準温度とする初期時間データ基準処理を実行し、温度処理データを生成した。
図７（ａ）〜（ｅ）および図８（ａ）〜（ｅ）に、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データと共に、各センサ４１，４２，４３，４４，４５による検出結果を示した。
【００６９】
ここで、図７（ａ）および図８（ａ）は、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データの時間および距離に応じた変化を所定温度変化幅（例えば０．２℃）で分割した複数の異なる温度変化量領域毎に色分けして示すグラフ図である。
また、図７（ｂ）および図８（ｂ）は、図７（ａ）および図８（ａ）で示したグラフから所定距離の地点毎の温度処理データの時間変化を抜き出して表示させたグラフ図である。図７（ｂ）および図８（ｂ）において、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点（例えば、浸水部１１ａでの９４０ｍ地点および１０００ｍ地点および１０２０ｍ地点および１１００ｍ地点および１１２０ｍ地点および１１８０ｍ地点、および、非浸水部１１ｂでの７８０ｍ地点および８４０ｍ地点および８８０ｍ地点および１２６０ｍ地点および１２８０ｍ地点および１３４０ｍ地点）における温度処理データの時間変化を示した。
さらに、図７（ｃ）および図８（ｃ）には、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点に配置された温度センサ４１，…，４１による光ファイバケーブル１１の表面温度の検出結果の時間変化を示した。さらに、図７（ｄ）および図８（ｄ）には、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点に配置された温度センサ４１，４１による光ファイバケーブル１１近傍の雰囲気温度の検出結果の時間変化を示した。
また、図７（ｅ）および図８（ｅ）には、日射センサ４４と、風速風向センサ４５との各検出結果の時間変化を示した。
なお、図７（ａ）〜（ｅ）および図８（ａ）〜（ｅ）において、時間は夜間に設定されていることから、図７（ｅ）および図８（ｅ）に示すように日射量はゼロである。また、風速の測定データは整数値で取得されているため、例えば１ｍ／ｓよりも弱い風速に対しては、測定データが０ｍ／ｓとなる。つまり、図７（ｅ）および図８（ｅ）においては、風速が０ｍ／ｓとして表示されているが、実際には無風状態ではなく、１ｍ／ｓよりも弱い風速の風が吹いている状態である。
【００７０】
これらの検出結果から、例えば図７（ｃ）および図８（ｃ）に示すように、温度センサ４１，…，４１の検出結果において観測される、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａが凍結する際の過冷却現象、つまり水が凝固点以下になっても凍らない現象であって、凍り始めの段階において一時的に温度が凝固点近くまで上昇し、２０分〜３０分程度で再度温度が下降する現象が、例えば図７（ａ），（ｂ）および図８（ａ），（ｂ）に示すように、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データの時間および距離に応じた変化においても同様に観測されており、特に図７（ａ）および図８（ａ）においては、周囲における温度変化量領域に対する巨視的な分布状態から孤立するような島状の分布状態を示す島状領域αとして観測されることがわかる。
【００７１】
次に、第２実施例では、光ファイバケーブル１１の距離が８ｋｍ程度の位置で、過冷却現象が発生した時刻付近の検出データに対し、距離に関するデータ処理において、サンプリング距離を２ｍに設定し、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を１０ポイント（２０ｍの距離に相当）に設定し、検出データに対して移動中央値取得処理を実行し、距離処理データを生成した。
そして、時間に関するデータ処理において、サンプリング時間を３０秒に設定し、データ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を１０ポイント（５分の時間に相当）に設定して、距離処理データに対して移動平均処理を実行し、時間処理データを生成した。
そして、温度の時間変化量を算出する処理において、時間処理データのうち１番初めの時間の温度を基準温度とする初期時間データ基準処理を実行し、温度処理データを生成した。
図９（ａ）〜（ｅ）に、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データと共に、各センサ４１，４２，４３，４４，４５による検出結果を示した。
【００７２】
さらに、この第２実施例での時間に関するデータ処理において、サンプリング時間を３０秒に設定し、データ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を１０ポイント（５分の時間に相当）に設定して、先ず、距離処理データに対して第１の移動平均処理を実行し、第１の時間処理データを生成し、次に、第１の時間処理データに対して、サンプリング時間およびデータ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を第１の移動平均処理と同等の値に設定して、第２の移動平均処理を実行し、第２の時間処理データを生成した場合を第３実施例とした。
図１０（ａ）〜（ｅ）に、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データと共に、各センサ４１，４２，４３，４４，４５による検出結果を示した。
【００７３】
さらに、この第３実施例での温度の時間変化量を算出する処理において、第２の時間処理データに対して、例えば温度変化の状態に応じて２ポイント（１分の時間に相当）程度以前の時間のポイントでの第２の時間処理データを基準温度とする所定ポイント前データ基準処理を実行し、温度処理データを生成した場合を第４実施例とした。
図１１（ａ）〜（ｅ）に、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データと共に、各センサ４１，４２，４３，４４，４５による検出結果を示した。
【００７４】
ここで、図９（ａ）〜図１１（ａ）は、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データの時間および距離に応じた変化を所定温度変化幅（例えば、図９（ａ）および図１０（ａ）に対して０．２℃、図１１（ａ）に対して０．０８℃）で分割した複数の異なる温度変化量領域毎に色分けして示すグラフ図である。
また、図９（ｂ）〜図１１（ｂ）は、図９（ａ）〜図１１（ａ）で示したグラフから所定距離の地点毎の温度処理データの時間変化を抜き出して表示させたグラフ図である。図９（ｂ）〜図１１（ｂ）において、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点（例えば、浸水部１１ａでの８６００ｍ地点および８６６０ｍ地点および８６８０ｍ地点、および、非浸水部１１ｂでの８４５０ｍ地点および８５１０ｍ地点および８５３０ｍ地点）における温度処理データの時間変化を示した。
さらに、図９（ｃ）〜図１１（ｃ）には、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点に配置された温度センサ４１，…，４１による光ファイバケーブル１１の表面温度の検出結果の時間変化を示した。さらに、図９（ｄ）〜図１１（ｄ）には、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点に配置された温度センサ４１，４１による光ファイバケーブル１１近傍の雰囲気温度の検出結果の時間変化を示した。
また、図９（ｅ）〜図１１（ｅ）には、日射センサ４４と、風速風向センサ４５との各検出結果の時間変化を示した。
なお、図９（ａ）〜（ｅ）および図１０（ａ）〜（ｅ）および図１１（ａ）〜（ｅ）において、時間は夜間に設定されていることから、図９（ｅ）および図１０（ｅ）および図１１（ｅ）に示すように日射量はゼロである。また、風速の測定データは整数値で取得されているため、例えば１ｍ／ｓよりも弱い風速に対しては、測定データが０ｍ／ｓとなる。つまり、図９（ｅ）および図１０（ｅ）および図１１（ｅ）においては、風速が０ｍ／ｓとして表示されているが、実際には無風状態ではなく、１ｍ／ｓよりも弱い風速の風が吹いている状態である。
【００７５】
これらの検出結果から、先ず、例えば図９（ａ），（ｂ）と図１０（ａ），（ｂ）とに示すように、時間に関するデータ処理の実行回数が１回である第２実施例に比べて、時間に関するデータ処理の実行回数が２回である第３実施例の方が、過冷却現象等の相対的に急激な温度変化の状態を、より一層、明確に抽出することができることがわかる。特に、図９（ａ）および図１０（ａ）において、周囲における温度変化量領域に対する巨視的な分布状態から孤立するような島状の分布状態を示す島状領域αに対して、図１０（ａ）では図９（ａ）に比べて、島状領域αの周囲における温度変化量領域に対する巨視的な分布状態が、より平滑化されていることによって、島状領域αが相対的に強調されて観測されることがわかる。
さらに、例えば図１０（ａ），（ｂ）と図１１（ａ），（ｂ）とに示すように、温度の時間変化量を算出する処理において、第２の時間処理データのうち１番初めの時間の温度を基準温度とする第３実施例に比べて、例えば温度変化の状態に応じて２ポイント（１分の時間に相当）程度以前の時間のポイントでの第２の時間処理データを基準温度とする第４実施例の方が、過冷却現象等の相対的に急激な温度変化の状態を、より一層、明確に抽出することができることがわかる。特に、図１０（ａ）および図１１（ａ）において、周囲における温度変化量領域に対する巨視的な分布状態から孤立するような島状の分布状態を示す島状領域αに対して、図１１（ａ）では２ポイント前の温度を基準にして短時間の温度変化量を計算することにより、短時間に急激な温度変化が生じた部分のみを抜き出すことができる。このため、図１０（ａ）よりも島状領域αが強調されて観測されることがわかる。
【００７６】
次に、第５実施例では、光ファイバケーブル１１の距離が１５ｋｍ程度の位置で、過冷却現象が発生した時刻付近の検出データに対し、距離に関するデータ処理において、サンプリング距離を２ｍに設定し、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を１０ポイント（２０ｍの距離に相当）に設定し、検出データに対して移動中央値取得処理を実行し、距離処理データを生成した。
そして、時間に関するデータ処理において、サンプリング時間を３０秒に設定し、データ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を１０ポイント（５分の時間に相当）に設定して、先ず、距離処理データに対して第１の移動平均処理を実行し、第１の時間処理データを生成した。次に、第１の時間処理データに対して、サンプリング時間およびデータ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を第１の移動平均処理と同等の値に設定して、第２の移動平均処理を実行し、第２の時間処理データを生成した。
そして、温度の時間変化量を算出する処理において、第２の時間処理データのうち１番初めの時間の温度を基準温度とする初期時間データ基準処理を実行し、温度処理データを生成した。
図１２（ａ）〜（ｅ）に、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データと共に、各センサ４１，４２，４３，４４，４５による検出結果を示した。
【００７７】
さらに、この第５実施例での距離に関するデータ処理において、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を３０ポイント（６０ｍの距離に相当）に設定し、検出データに対して移動中央値取得処理を実行し、距離処理データを生成した場合を第６実施例とした。
図１３（ａ）〜（ｅ）に、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データと共に、各センサ４１，４２，４３，４４，４５による検出結果を示した。
【００７８】
さらに、この第６実施例での温度の時間変化量を算出する処理において、第２の時間処理データに対して、例えば温度変化の状態に応じて２ポイント（１分の時間に相当）程度以前の時間のポイントでの第２の時間処理データを基準温度とする所定ポイント前データ基準処理を実行し、温度処理データを生成した場合を第７実施例とした。
図１４（ａ）〜（ｅ）に、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データと共に、各センサ４１，４２，４３，４４，４５による検出結果を示した。
【００７９】
ここで、図１２（ａ）〜図１４（ａ）は、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける、ＲＯＴＤＲの測定結果より生成した温度処理データの時間および距離に応じた変化を所定温度変化幅（例えば、図１２（ａ）および図１３（ａ）に対して０．２℃、図１４（ａ）に対して０．０８℃）で分割した複数の異なる温度変化量領域毎に色分けして示すグラフ図である。
また、図１２（ｂ）〜図１４（ｂ）は、図１２（ａ）〜図１４（ａ）で示したグラフから所定距離の地点毎の温度処理データの時間変化を抜き出して表示させたグラフ図である。図１２（ｂ）〜図１４（ｂ）において、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点（例えば、浸水部１１ａでの１４９７０ｍ地点および１５０３０ｍ地点および１５０５０ｍ地点、および、非浸水部１１ｂでの１４８１０ｍ地点および１４８７０ｍ地点および１４８９０ｍ地点）における温度処理データの時間変化を示した。
さらに、図１２（ｃ）〜図１４（ｃ）には、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点に配置された温度センサ４１，…，４１による光ファイバケーブル１１の表面温度の検出結果の時間変化を示した。さらに、図１２（ｄ）〜図１４（ｄ）には、光ファイバケーブル１１の浸水部１１ａおよび非浸水部１１ｂにおける所定距離の地点に配置された温度センサ４１，４１による光ファイバケーブル１１近傍の雰囲気温度の検出結果の時間変化を示した。
また、図１２（ｅ）〜図１４（ｅ）には、日射センサ４４と、風速風向センサ４５との各検出結果の時間変化を示した。
なお、図１２（ａ）〜（ｅ）および図１３（ａ）〜（ｅ）および図１４（ａ）〜（ｅ）において、時間は夜間に設定されていることから、図１２（ｅ）および図１３（ｅ）および図１４（ｅ）に示すように日射量はゼロである。また、風速の測定データは整数値で取得されているため、例えば１ｍ／ｓよりも弱い風速に対しては、測定データが０ｍ／ｓとなる。つまり、図１２（ｅ）および図１３（ｅ）および図１４（ｅ）においては、風速が０ｍ／ｓとして表示されているが、実際には無風状態ではなく、１ｍ／ｓよりも弱い風速の風が吹いている状態である。
【００８０】
これらの検出結果から、先ず、例えば図１２（ａ），（ｂ）に示すように、距離に関するデータ処理においてデータ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数が１０ポイントである第５実施例では、過冷却現象等の相対的に急激な温度変化の状態を明確に抽出することが困難となる。これは、ＲＯＴＤＲの測定距離が相対的に長くなったことに起因する測定誤差の増大が原因となっている。このため、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、距離のポイント数を３０ポイントに広げて、平滑化処理の効果を向上させた第６実施例の方が、過冷却現象等の相対的に急激な温度変化の状態を、より一層、明確に抽出することができることがわかる。特に、図１２（ａ）および図１３（ａ）において、周囲における温度変化量領域に対する巨視的な分布状態から孤立するような島状の分布状態を示す島状領域αに対して、図１３（ａ）では図１２（ａ）に比べて、島状領域αの周囲における温度変化量領域に対する巨視的な分布状態が、より平滑化されていることによって、島状領域αが相対的に強調されて観測されることがわかる。
さらに、例えば図１３（ａ），（ｂ）と図１４（ａ），（ｂ）とに示すように、温度の時間変化量を算出する処理において、第２の時間処理データのうち１番初めの時間の温度を基準温度とする第６実施例に比べて、例えば温度変化の状態に応じて２ポイント（１分の時間に相当）程度以前の時間のポイントでの第２の時間処理データを基準温度とする第７実施例の方が、過冷却現象等の相対的に急激な温度変化の状態を、より一層、明確に抽出することができることがわかる。特に、図１３（ａ）および図１４（ａ）において、周囲における温度変化量領域に対する巨視的な分布状態から孤立するような島状の分布状態を示す島状領域αに対して、図１４（ａ）では２ポイント前の温度を基準にして短時間の温度変化量を計算することにより、短時間に急激な温度変化が生じた部分のみを抜き出すことができる。このため、図１３（ａ）よりも島状領域αが強調されて観測されることがわかる。
【００８１】
次に、第８実施例では、光ファイバケーブル１１の距離が１ｋｍ程度（例えば、１０００ｍ）および８．６ｋｍ程度（例えば、８６６０ｍ）および１５ｋｍ程度（例えば、１５０３０ｍ）の各位置で、過冷却現象による温度変化が発生した時刻付近の検出データに対し、距離に関するデータ処理を省略し、先ず、時間に関するデータ処理において、サンプリング時間を３０秒に設定し、データ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を１０ポイント（５分の時間に相当）に設定して、検出データに対して第１の移動平均処理を実行し、第１の時間処理データを生成した。次に、第１の時間処理データに対して、サンプリング時間およびデータ処理範囲ＲＴ内に含まれる時間のポイント数を第１の移動平均処理と同等の値に設定して、第２の移動平均処理を実行し、第２の時間処理データを生成した。
そして、温度の時間変化量を算出する処理において、第２の時間処理データに対して、１ポイント以前の時間のポイントでの第２の時間処理データを基準温度とする所定ポイントデータ基準処理を実行し、温度処理データを生成した。
図１５（ａ）〜（ｃ）に、各距離毎に対して、検出データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部１１ａに配置された温度センサ４１による検出結果を示した。
【００８２】
さらに、この第８実施例において距離に関するデータ処理を省略せずに、距離に関するデータ処理において、サンプリング距離を２ｍに設定し、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を１０ポイント（２０ｍの距離に相当）に設定し、検出データに対して移動中央値取得処理を実行し、距離処理データを生成した場合を第９実施例とした。
図１６（ａ）〜（ｃ）に、各距離毎に対して、距離処理データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部１１ａに配置された温度センサ４１による検出結果を示した。
【００８３】
さらに、この第９実施例での距離に関するデータ処理において、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を３０ポイント（６０ｍの距離に相当）に設定し、検出データに対して移動中央値取得処理を実行し、距離処理データを生成した場合を第１０実施例とした。
図１７（ａ）〜（ｃ）に、各距離毎に対して、距離処理データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部１１ａに配置された温度センサ４１による検出結果を示した。
【００８４】
さらに、この第１０実施例での距離に関するデータ処理において、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を４０ポイント（８０ｍの距離に相当）に設定し、検出データに対して移動中央値取得処理を実行し、距離処理データを生成した場合を第１１実施例とした。
図１８（ａ）〜（ｃ）に、各距離毎に対して、距離処理データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部１１ａに配置された温度センサ４１による検出結果を示した。
【００８５】
これらの検出結果から、先ず、例えば図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、光ファイバケーブル１１の距離が増大することに伴い、第１光パルス試験器１３から出力される検出データの誤差が増大することがわかる。
また、例えば図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）〜図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）、特に、図１６（ｃ）および図１８（ｃ）に示すように、光ファイバケーブル１１の距離が相対的に長い場合であっても、時間に関するデータ処理の実行回数を、例えば光ファイバケーブル１１の距離等に応じた適切な回数に設定する（例えば、第９実施例〜第１１実施例では１回ではなく２回に設定する）ことで、過冷却現象等の所望の温度変化の状態を、より明確に抽出することができることがわかる。
【００８６】
しかも、光ファイバケーブル１１の距離が増大することに伴い、時間処理データの誤差が増大する場合であっても、距離に関するデータ処理において、データ処理範囲ＲＬ内に含まれる距離のポイント数を、例えば光ファイバケーブル１１の距離等に応じた適切な値に設定する（例えば、第９実施例〜第１１実施例では増大させる）ことで、過冷却現象等の所望の温度変化の状態を、より明確に抽出することができることがわかる。
【００８７】
本実施の形態による光ファイバケーブルの劣化検知システム１０によれば、光ファイバケーブル１１内の各光ファイバに対して、第１光パルス試験器１３からの入射光の戻り光を観測して得た検出データに対して、順次、距離に関するデータ処理と、時間に関するデータ処理と、温度の時間変化量を算出する処理とを実行し、温度処理データを算出することで、光ファイバケーブル１１内の適宜の位置における所望の温度変化の状態を精度良く検知することができる。
これにより、例えば光ファイバケーブル１１の劣化状態を助長することを防止しつつ、光ファイバケーブル１１内の浸水の発生等の劣化状態を容易に検知することができる。しかも、光ファイバケーブル１１内の劣化箇所は、第１光パルス試験器１３への戻り光の戻り時間に基づいて把握することができ、光ファイバケーブル１１の修復作業等を容易に行うことができる。
【００８８】
なお、上述した実施の形態においては、ラマン散乱光の強度分布を検出する第１光パルス試験器１３から出力される検出データに基づき温度処理データを算出するとしたが、これに限定されず、例えば戻り光に含まれるブリルアン散乱光の強度分布を検出する第２光パルス試験器１４から出力される検出データや、例えば戻り光に含まれるレイリー散乱の強度分布を検出する第３光パルス試験器１５から出力される検出データに基づき処理データを算出してもよい。
【００８９】
なお、上述した実施の形態において、制御装置１６は、第１光パルス試験器１３から出力される光ファイバの長手方向における距離に応じた温度分布の検出結果を時系列データとして取得した検出データに対して、例えば図２に示すように、順次、距離方向データ処理部３１での距離に関するデータ処理、時間方向データ処理部３２での時間に関するデータ処理、温度変化量算出部３３での温度変化に関するデータ処理を実行するとしたが、これに限定されず、各データ処理を適宜の順序で実行してもよい。
すなわち、第１光パルス試験器１３から出力される検出データに対して、先ず、距離に関するデータ処理と時間に関するデータ処理と温度変化に関するデータ処理のうち、何れかの１つの処理を実行し、第１の処理データを生成する（ステップＳ３１）。
次に、第１の処理データに対して、距離に関するデータ処理と時間に関するデータ処理と温度変化に関するデータ処理のうち、未だ実行していない何れかの１つの処理を実行し、第２の処理データを生成する（ステップＳ３２）。
次に、第２の処理データに対して、距離に関するデータ処理と時間に関するデータ処理と温度変化に関するデータ処理のうち、未だ実行していない何れかの１つの処理を実行し、第３の処理データを生成する（ステップＳ３３）。
次に、第３の処理データに基づき、所定の温度変化状態、例えば過冷却現象による温度変化が発生しているか否かを判定し、この判定結果に応じて光ファイバケーブル１１内への浸水の発生の有無を検知する（ステップＳ３４）。
次に、ステップＳ３４での判定結果を、例えば検知側端末装置１０ａの出力装置１８や、制御側端末装置１０ｂの出力装置２４に出力して（ステップＳ３５）、一連の処理を終了する。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態による光ファイバケーブルの劣化検知システムの構成図である。
【図２】図１に示す光ファイバケーブルの劣化検知システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】距離に関するデータ処理を選択する動作を示すフローチャートである。
【図４】時間に関するデータ処理を選択する動作を示すフローチャートである。
【図５】温度の時間変化量を算出する処理を選択する動作を示すフローチャートである。
【図６】第１〜第１１実施例に係る光ファイバケーブルの劣化検知システムの構成図である。
【図７】第１実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図８】第１実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図９】第２実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１０】第３実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１１】第４実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１２】第５実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１３】第６実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１４】第７実施例における温度処理データと、各センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１５】第８実施例における各距離毎に対して、検出データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部に配置された温度センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１６】第９実施例における各距離毎に対して、距離処理データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部に配置された温度センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１７】第１０実施例における各距離毎に対して、距離処理データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部に配置された温度センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【図１８】第１１実施例における各距離毎に対して、距離処理データと第２時間処理データと温度処理データと共に、浸水部に配置された温度センサによる検出結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０  光ファイバケーブルの劣化検知システム、１１  光ファイバケーブル、１３  第１光パルス試験器（光パルス試験器）、１４  第２光パルス試験器（光パルス試験器）、１５  第３光パルス試験器（光パルス試験器）、３１  距離方向データ処理部（距離平滑化手段）、３２  時間方向データ処理部（時間平滑化手段）、３３  温度変化量算出部（温度変化算出手段）、３４  浸水判定部（劣化判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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