(57)【要約】【課題】プラント設備における光ファイバ、光リピータ等からなる光伝送路の劣化診断を、劣化曲線を用いずに行うことが可能な光伝送路診断システムを提供する。また、この劣化診断を、ＡＳＰサービスを用いて行うことが可能な光伝送路診断システムを提供する。【解決手段】プラント内の光伝送路における診断対象となる光ファイバ１または光リピータ２の光パワーを光パワーメータ３で測定してノートＰＣ４に取り込み、この光パワーのデータ、および類似した条件の比較対象となる他の光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータを用いて比較のための演算（例えばスミルノフ・グラブス検定）を行うことにより、診断対象となる光ファイバ１または光リピータ２の劣化診断を行い、測定結果および診断結果の帳票をプリンタ５から出力する。これにより、プラント設備の光伝送路の劣化診断を、劣化曲線を用いずに行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーを測定する光パワー測定手段と、この手段により測定された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータ、および前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータに類似した設置条件の比較対象となる他の光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータを用いて比較のための演算を行うことにより、前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段とを備えたことを特徴とする光伝送路診断システム。
【請求項２】
プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーを測定する光パワー測定手段と、この手段により測定された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータを、通信回線を介してＡＳＰサーバに伝送する伝送手段と、ＡＳＰサーバに設けられ、前記伝送手段により伝送された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータ、および前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータに類似した設置条件の比較対象となる他の光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータを用いて比較のための演算を行うことにより、前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段と、この診断手段による診断結果のデータを、通信回線を介して、前記プラント設備側に伝送する手段とを備えたことを特徴とする光伝送路診断システム。
【請求項３】
前記診断手段により行われる前記劣化診断は、スミルノフ・グラブス検定により行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光伝送路診断システム。
【請求項４】
プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワー、および前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化に関係のある要素を測定する測定手段と、この手段により測定された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを保存する保存手段と、この保存手段により保存された過去および現在の光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを用いて重回帰分析を行うことにより、前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段とを備えたことを特徴とする光伝送路診断システム。
【請求項５】
プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワー、および前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化に関係のある要素を測定する測定手段と、この手段により測定された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを、通信回線を介してＡＳＰサーバに伝送する伝送手段と、ＡＳＰサーバに設けられ、前記伝送手段により伝送された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを保存する保存手段と、ＡＳＰサーバに設けられ、前記保存手段により保存された過去および現在の光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを用いて重回帰分析を行うことにより、前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段と、この診断手段による診断結果のデータを、通信回線を介して、前記プラント設備側に伝送する手段とを備えたことを特徴とする光伝送路診断システム。
【請求項６】
プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワー、および前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化に関係のある要素を測定する測定手段と、この手段により測定された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを保存する保存手段と、この保存手段により保存された過去および現在の光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを用いてシステム同定を行うことにより、前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段とを備えたことを特徴とする光伝送路診断システム。
【請求項７】
プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワー、および前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化に関係のある要素を測定する測定手段と、この手段により測定された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを、通信回線を介してＡＳＰサーバに伝送する伝送手段と、ＡＳＰサーバに設けられ、前記伝送手段により伝送された前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを保存する保存手段と、ＡＳＰサーバに設けられ、前記保存手段により保存された過去および現在の光パワーのデータおよび劣化に関係のある要素のデータを用いてシステム同定を行うことにより、前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段と、この診断手段による診断結果のデータを、通信回線を介して、前記プラント設備側に伝送する手段とを備えたことを特徴とする光伝送路診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水道設備、焼却設備、あるいは産業用設備などのプラント設備における光ファイバ、光リピータ等からなる光伝送路の劣化診断を行う光伝送路診断システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの劣化時期を推定するシステム及び方法としては、例えば特許文献１に記載されたようなものがある。この特許文献１に記載されたものは、光ファイバの接続損失、ケーブル損失を定期的に計測し、劣化曲線を求めて、判断するものである。劣化曲線は、環境（周囲温度、湿度など）に左右されるため、実験データより求めると記載されている（特許文献１［００１６］参照）。
【特許文献１】特開平０６−１６７４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の特許文献１のように、劣化曲線を用いて劣化時期を推定することは行われているが、現実的には、プラントなどによって、劣化の速度が異なることもあり、予測が難しかった。また、光ファイバだけではなく光リピータの劣化が原因で通信異常が発生する確率が高いが、上述の特許文献１には記載されていない。また、複数台の光ファイバ、光リピータを納入した箇所の劣化診断は、同時期に納入した他の光ファイバや他の光リピータを比較することはなかった。また、点検時に客先にレポートを出力する際に手入力の帳票で行っていたため、結果がビジブル化できなかった。さらに、ＡＳＰ（アプリケーションサービスプロバイダ）サービスのコンテンツとしても従来存在していなかった。
【０００４】
本発明は、従来のこのような点に鑑みて為されたもので、プラント設備における光ファイバ、光リピータ等からなる光伝送路の劣化診断を、劣化曲線を用いずに行うことが可能な光伝送路診断システムを提供することを目的とする。
【０００５】
さらに、本発明は、この劣化診断を、ＡＳＰサービスを用いて行うことが可能な光伝送路診断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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る光伝送路診断システムは、プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーを測定する光パワー測定手段と、この手段により測定された診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータ、および診断対象となる光ファイバまたは光リピータに類似した設置条件の比較対象となる他の光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータを用いて比較のための演算を行うことにより、診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る光伝送路診断システムは、プラント設備の光伝送路における診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーを測定する光パワー測定手段と、この手段により測定された診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータを、通信回線を介してＡＳＰサーバに伝送する伝送手段と、ＡＳＰサーバに設けられ、伝送手段により伝送された診断対象となる光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータ、および前記診断対象となる光ファイバまたは光リピータに類似した設置条件の比較対象となる他の光ファイバまたは光リピータの光パワーのデータを用いて比較のための演算を行うことにより、診断対象となる光ファイバまたは光リピータの劣化診断を行う診断手段と、この診断手段による診断結果のデータを、通信回線を介して、プラント設備側に伝送する手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プラント設備における光ファイバ、光リピータ等からなる光伝送路の劣化診断を、劣化曲線を用いずに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の図において、同符号は同一部分または対応部分を示す。
【００１０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１から図５を参照して説明する。
【００１１】
この第１の実施形態では、図１に示すように、従来技術と比較して、光ファイバ、光リピータ等の光伝送路の診断システムとして、汎用の光パワーメータを使用している点、光ファイバだけではなく光リピータについても劣化診断が行える点、同一時期あるいは近い導入時期等に設置した他の光ファイバまたは光リピータとをスミルノフ・グラブス検定で劣化を判断する点が、特徴である。
【００１２】
すなわち、図１に示すように、この第１の実施形態の光伝送路診断システムは、プラント内の光伝送路における診断対象となる光ファイバ１または光リピータ２等の光伝送機器の光パワーを測定する光パワーメータ３、この光パワーメータ３にＵＳＢケーブルで接続され、光伝送路の劣化診断の演算処理機能を有するノートＰＣ４、およびこのノートＰＣ４にそれぞれ接続されたプリンタ５およびデータサーバとしての機能を有するサーバＰＣ６で構成されている。
【００１３】
図２は、ノートＰＣ４およびサーバＰＣ６の詳細な機能（例えばソフトウェア）の構成を示すものである。
【００１４】
図２に示すように、ノートＰＣ４は、光パワーメータ３より取り込んだ計測データを一時的に保持する計測データ保持部２１、光伝送機器の劣化診断の演算処理を行う光伝送装置劣化診断処理部２２、光伝送装置劣化診断処理部２２の演算処理に必要な条件やパラメータ等のデータを保持する定義データ保持部２３、光伝送装置劣化診断処理部２２に対してデータの入出力を行う顧客登録データ保存部２４および計測データ保存部２５、およびプリンタ５へ出力するための計測結果および診断結果をそれぞれ一時的に保持する計測結果保持部２６および診断結果保持部２７で構成されている。またサーバＰＣ６は、ノートＰＣ４の光伝送装置劣化診断処理部２２に対してデータの入出力を行う顧客登録情報マスタ２８および計測値マスタ２９で構成されている。
【００１５】
次に、この実施形態の動作について説明する。
【００１６】
光ファイバ１または光リピータ２の光伝送状態を光パワーメータ３にて測定する。この測定に当たっては、例えば光ファイバ１を抜いてこれを光パワーメータ３の受光部に当てたり、光パワーメータ３の受光部を光リピータ２に差し込んだりして光パワーを測定する。光パワーメータ３での測定結果は、ノートＰＣ４の計測データ保持部２１に取り込み、計測データ保存部２５に保存する。また、測定結果は、サーバＰＣ６の計測値マスタ２９に蓄積する。
【００１７】
そして、光伝送装置劣化診断処理部２２は、計測データ保存部２５に保存された計測データを元に劣化の進度を見ることが可能である。すなわち、診断対象の光ファイバ１または光リピータ２および同一時期に納入した他の光ファイバまたは光リピータの過去の測定データを計測値マスタ２９から計測データ保存部２５に転送して保存し、光伝送装置劣化診断処理部２２では、計測データ保存部２５にされた計測データを元に、同一時期に納入した他の光ファイバまたは光リピータと比較することで、診断対象の光ファイバ１または光リピータ２の劣化が進んでいるかどうかを図３のスミルノフ・グラブス検定で判定する。判定のロジックは以下の通りである。
【００１８】
比較対象となる光ファイバを最低２つ以上選択する。選択した数と診断対象の合計数をｎとする（例えば比較対象を３つ選んだ場合，診断対象と合わせてｎ＝４となる）。
【００１９】
各光ファイバの過去４回の測定値から劣化の傾きを求める。これをＸｉとする。ただし、ｉ＝１，…，ｎとし、ｉ＝１は診断対象の光ファイバの劣化の傾きとする。
【００２０】
（１）Ｘｉの平均Ｘａｖｅ＝ΣＸｉ／ｎを求める。
【００２１】
（２）Ｘｉの不偏分散Ｕ＝Σ（Ｘｉ−Ｘａｖｅ）２／（ｎ−１）を求める。
【００２２】
（３）次式でＴ１を求める。Ｔ１＝｜Ｘｉ−Ｘａｖｅ｜／√Ｕ
（４）Ｔ１が図３の有意点の値より大きい場合、診断対象の光ファイバの劣化の傾きの大きさは他の光ファイバより有意に大きいと判断し、劣化が進んでいると判定する。
【００２３】
例えば、図４は診断対象となる光リピータと比較対象となる光リピータの光パワーの経年変化を示したもので、図のように診断対象となる光リピータの劣化の傾きが有意に大きいと、スミルノル・グラブス検定で、劣化が進んでいると判定されることになる。
【００２４】
このように、この実施形態の構成では、類似した設置条件（例えば同一時期あるいは近い導入時期等に設置した等）の他の光ファイバや光リピータと比較して、劣化が進んでいるものを判断でき、適切な交換時期が分かるという効果が生ずる。また、劣化については定期点検時の測定や、監視制御装置に光パワーメータの状態を取り込むことで、光パワーの状態を時系列で保存することができる。光パワーの場合、劣化でなく光ファイバや光リピータにおけるコネクタの清掃状態も影響があることから、コネクタの清掃状態などもデータサーバであるサーバＰＣ６に蓄積を行う。
【００２５】
以上の結果より、この第１実施形態の構成では、劣化曲線が求められないときに、他の光伝送機器との比較で、光伝送路の劣化状態を把握できるという効果が生ずる。
【００２６】
以上のようにして、光パワーを測定し、劣化を診断した診断対象となる光ファイバや光リピータの計測結果および診断結果は計測結果保持部２６および診断結果保持部２７で一時的に保持され、プリンタ５から、測定結果帳票および診断結果帳票としてプリントアウトされる。プリントアウトされた診断結果帳票の例を、図５および図６に示す。
【００２７】
図５は、診断対象となる光ファイバや光リピータの状態や診断条件を示す診断結果帳票（その１）で、図６は診断対象となる光ファイバや光リピータの経年変化および診断所見を示す診断結果帳票（その２）の例である。
【００２８】
図５において、５１、５２はそれぞれ診断対象となる光ファイバや光リピータの光パワーの上限値および下限値、５３は診断対象および比較対象となる光ファイバや光リピータの光パワーの経年変化を示すグラフ、５４は診断対象となる光ファイバや光リピータと同種のものでモデルとなるものについての特性値、５５は比較対象となる光ファイバや光リピータの表示、５６は劣化の傾きの最大許容変化率を示す。
【００２９】
また、図６において、６１は診断対象となる光ファイバや光リピータの経年変化を示すグラフ、６２は診断所見メッセージを示す。診断所見メッセージ６２の欄には、例えば比較対象となる光リピータとの比較で劣化が進んでいると判定された場合、「光リピータの発光パワーは他の機器と比べ、劣化が顕著です。調整または交換を推奨します。」というメッセージが表示される。このようにして、プリンタ５から、測定結果帳票および診断結果帳票としてプリントアウトすることにより、従来の、点検時に客先にレポートを出力する際に手入力で行っていた帳票の作成を、自動的に行うことが可能となる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図７を参照して説明する。
【００３１】
第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、サーバＰＣ６をＡＳＰ（アプリケーションサービスプロバイダ）サーバ９とした点が異なっている。すなわち、第１の実施形態においてノートＰＣ４で行っていた劣化診断の演算処理をＡＳＰサーバ９で行うようにすることで、劣化診断の演算処理を行うシステムを顧客に置かなくても良い構成となり、ＡＳＰサーバ９から、必要なときに必要な情報が取れる。これは、顧客の固定資産の削減、機器のメンテナンスフリーなどのメリットがある。
【００３２】
この第２の実施形態では、プラント設備における光伝送路の光ファイバ１、光リピータ２の光パワー情報は、光パワーメータ３を通して、ノートＰＣ２の代わりに置かれるデータ収集装置（監視制御装置でも可）７に計測データとして取り込まれ、それを電話回線、専用線、あるいはインターネットＶＰＮ回線などの通信回線８を介してＡＳＰサーバ９に伝送するものである。劣化診断の演算処理はＡＳＰサーバ９で行われ、診断結果は通信回線８を介してデータ収集装置７に伝送されるので、顧客は、好きなときに、光伝送路の状態が把握でき、また、光伝送路の状態、交換時期、清掃状態などをＡＳＰ（アプリケーションサービスプロバイダ）サービスとして提供するものである。
【００３３】
以上の結果より、実施例２の構成では、ノートＰＣなどの設備がなくても、監視制御装置などデータ収集装置と電話回線、専用線、インターネット回線を用意すれば、光伝送路の状態を把握できる効果が生ずる。
【００３４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図８を参照して説明する。
【００３５】
第３の実施形態は、第１の実施形態と比較して、ノートＰＣ（計算機）４をＰＬＣ１０とした点が異なっている。この第３の実施形態では、光ファイバ１、光リピータ２の光パワー情報は、光パワーメータ３を通して、ノートＰＣ４の代わりに置かれるＰＬＣ１０に計測データとして取り込まれるものである。そして、ＰＬＣ１０で光伝送路の劣化診断の演算処理が行われる。
【００３６】
以上の結果より、第３の実施形態の構成では、光ファイバ１または光リピータ２が設置されているプラント設備に多く実装されているＰＬＣを適用することで、新たに計算機（ノートＰＣ）を設ける必要がなくなり、安価で光伝送路の状態を把握できるという効果が生ずる。
【００３７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態は、第２の実施形態のデータ収集装置（監視制御装置でも可）７に変えて、ＰＬＣとするものであり、第３の実施形態と同様に、安価にシステムを構築するメリットがある。
【００３８】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第１の実施形態のシステムでは劣化進度の判定を行うために、スミルノフ・グラブス検定を用いているが、これに変えて、この第５の実施形態では、過去の光ファイバあるいは光リピータの光パワーと、光ファイバまたは光リピータの劣化に関係のある要素、例えば過去の周囲温度または過去の周囲湿度または過去のコネクタ清掃状態（清掃状態は、例えば、清掃したかどうかで、１または０に数値化する。）または過去のパケット量等とを用いて重回帰分析を行い、劣化を予測する。すなわち、
Ｙ（予測値）＝ａ０＋ａ１・Ｘ１＋ａ２・Ｘ２＋・・・＋ａｎ・Ｘｎ
＋ｂ０＋ｂ１・ｔ１＋ｂ２・ｔ２＋・・・＋ｂｎ・ｔｎ
ここで、
Ｙ（予測値）：光パワー劣化予測値
ａ０、ａ１、・・・、ａｎ：光パワーの重回帰係数
Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｎ：光パワーの実測値（過去〜現在）
ｂ０、ｂ１、・・・、ｂｎ：周囲温度などの重回帰係数
ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎ：周囲温度などの実測値（過去〜現在）
である。
【００３９】
これにより、単なる自己回帰による予測より劣化診断の精度が良くなる。
【００４０】
なお、この実施形態において、劣化診断の演算処理を、第２の実施形態のように、ＡＳＰサーバで行うように構成することもできる。
【００４１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。第１の実施形態のシステムでは劣化進度の判定を行うために、スミルノフ・グラブス検定を用いているが、これに変えて、この第６の実施形態では、過去の光ファイバあるいは光リピータの光パワーと、光ファイバあるいは光リピータの劣化に関係のある要素例えば過去の周囲温度または過去の周囲湿度または過去のコネクタ清掃状態または過去のパケット量等とを用いてシステム同定を行い、劣化を予測する。図９に示すように、システム同定の入力は、過去の光ファイバあるいは光リピータの光パワーと、納入されている設備において劣化に関係のある要素（周囲温度、周囲雰囲気など）を入力し、光パワーを予測する。すなわち、例えば非線形の場合（Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎ型）は、
Ｙ（予測値）＝ａ０＋ａ１・Ｘ１＋ａ２・Ｘ２＋・・・＋ａｎ・Ｘｎ
＋ｂ０＋ｂ１・ｔ１＋ｂ２・ｔ２＋・・・＋ｂｎ・ｔｎ
＋ｂ０＋ｂ１・ｔ１２＋ｂ２・ｔ２２＋・・・＋ｂｎ・ｔｎ２  
＋ｂ０＋ｂ１・ｔ１３＋ｂ２・ｔ２３＋・・・＋ｂｎ・ｔｎ３
ここで、
Ｙ（予測値）：光パワー劣化予測値
ａ０、ａ１、・・・、ａｎ：光パワーの重回帰係数
Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｎ：光パワーの実測値（過去〜現在）
ｂ０、ｂ１、・・・、ｂｎ：周囲温度などの重回帰係数
ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎ：周囲温度などの実測値（過去〜現在）
ｔ１２、ｔ２２、・・・、ｔｎ２：周囲温度などの実測値の２乗（過去〜現在）
ｔ１３、ｔ２３、・・・、ｔｎ３：周囲温度などの実測値の３乗（過去〜現在）
である。
【００４２】
これにより、単なる自己回帰による予測より劣化診断の精度が良くなる。
【００４３】
なお、この実施形態において、劣化診断の演算処理を、第２の実施形態のように、ＡＳＰサーバで行うように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送路診断システムの構成を示す図。
【図２】図１に示す光伝送路診断システムの主要部の詳細な構成を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作を説明するための、スミルノフ・グラブス検定の有意点を示す表図。
【図４】本発明の第１の実施形態の動作を説明するための、診断対象と比較対象の光リピータの光パワーの経年変化を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態における診断結果帳票（その１）の例を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態における診断結果帳票（その２）の例を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光伝送路診断システムの構成を示す図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る光伝送路診断システムの構成を示す図。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る光伝送路診断システムの主要部の構成を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１…光ファイバ
２…光リピータ
３…光パワーメータ
４…ノートＰＣ
５…プリンタ
６…サーバＰＣ
７…データ収集装置（監視制御装置）
８…通信回線
９…ＡＳＰサーバ
１０…ＰＬＣ
２１…計測データ保持部
２２…光伝送装置劣化診断処理部
２３…定義データ保持部
２４…顧客登録データ保持部
２５…計測データ保存部
２６…計測結果保持部
２７…診断結果保持部
２８…顧客登録情報マスタ
２９…計測値マスタ
【図１】
2007225378.tif 000003
【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】
2007225378.tif 000009
【図８】
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【図９】
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