(57)【要約】【課題】海中ネットワークで海中ネットワーク端末（中継器）が故障した際における、機材の探索や位置特定、修理や交換作業の負担を軽減する。【解決手段】海底３には、海中ネットワーク４（ケーブル）が敷設されている。海中ネットワーク４の各所には、海中ネットワーク４を構成する機材として複数の海中ネットワーク端末（中継器）５、５、…が設置されている。海中ネットワーク端末（中継器）５、５、…の各々には、異状状態を通知するための異状検出通知装置６、６、…が接続されている。海中ネットワーク端末（中継器）５ａは、異状が発生すると、自身に接続されている異状検出通知装置６ａのエラー検出回路に異状信号を送信する。異状検出通知装置６ａは、異状信号を受信すると、海中に浮遊する水中ロボット７に対して、異状信号を送波する。【選択図】図１
2013120993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中ネットワークを構成し、異状が発生すると異状信号を送信する送信手段
を備える機材と、
前記機材の送信手段と接続され、該送信手段から異状信号を受信することで異状の発生を検出する検出手段と、
前記検出手段により異状の発生が検出されると、異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波する第１の送波手段と
を備える異状検出通知装置と
を具備することを特徴とする海中ネットワーク管理システム。
【請求項２】
前記異状検出通知装置から送波される音響信号を受波する第１の受波手段と、
前記第１の受波手段により受波された音響信号に基づいて、前記異状検出通知装置の設置場所に向けて移動する移動手段と
を備える移動体装置を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の海中ネットワーク管理システム。
【請求項３】
前記移動体装置は、
前記移動手段による移動中に、前記異状検出通知装置に対して所定の音響信号を所定の時間間隔で送波する第２の送波手段と、
前記第２の送波手段により所定の音響信号を送波してから、該所定の音響信号に応じて前記異状検出通知装置から応答用の音響信号を前記第１の受波手段により受波するまでの時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された時間に基づいて、前記異状検出通知装置までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出した、前記異状検出通知装置までの距離に基づいて、前記移動手段による移動を制御する第１の制御手段と
を更に備え、
前記異状検出通知装置は、
前記第２の送波手段から送波される所定の音響信号を受波する第２の受波手段と、
前記第２の受波手段により前記移動体装置から送波される所定の音響信号を受波すると、応答用の音響信号を前記第１の送波手段から送波する第２の制御手段と
を更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載の海中ネットワーク管理システム。
【請求項４】
前記移動体装置は、
前記第１の受波手段の指向性を利用することで、受波した音響信号を送波した前記異状検出通知装置の方位を特定する方位特定手段を更に備え、
前記第１の制御手段は、
前記前記距離算出手段により算出した、前記異状検出通知装置までの距離に加えて、前記方位特定手段により特定された前記異状検出通知装置の方位に基づいて、前記移動手段による移動を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の海中ネットワーク管理システム。
【請求項５】
前記移動体装置は、
前記異状検出通知装置の設置場所に到達すると、前記機材に対して異状を解消するための作業を行う作業手段を更に備えることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の海中ネットワーク管理システム。
【請求項６】
前記機材は、
前記海中ネットワークを構成するケーブルに水中着脱式コネクタを介して接続され、
前記移動体装置は、
前記異状検出通知装置の設置場所に到達すると、前記作業手段により前記水中着脱式コネクタを操作し、前記海中ネットワークを構成するケーブルに対する機材の取り外し、取り付け作業を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の海中ネットワーク管理システム。
【請求項７】
海中ネットワークを構成する機材が、異状が発生すると、該異状の発生を通知するための異状信号を送信するステップと、
前記機材から異状信号を受信することで異状の発生を検出するステップと、
前記異状の発生が検出されると、異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波するステップと
を含むことを特徴とする海中ネットワーク管理方法。
【請求項８】
海中を移動可能な移動体装置が、異状検出通知装置から送波される音響信号を受波するステップと、
前記移動体装置が、前記受波された音響信号に基づいて、前記異状検出通知装置の設置場所に向けて移動するステップと
を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の海中ネットワーク管理方法。
【請求項９】
前記移動体装置が、前記異状検出通知装置の設置場所に向けた移動中に、前記異状検出通知装置に対して所定の音響信号を所定の時間間隔で送波するステップと、
前記異状検出通知装置が、前記移動体装置から送波される所定の音響信号を受波するステップと、
前記異状検出通知装置が、前記移動体装置から所定の音響信号を受波すると、応答用の音響信号を送波するステップと、
前記移動体装置が、前記所定の音響信号を送波してから、該所定の音響信号に応じて前記異状検出通知装置から応答用の音響信号を受波するまでの時間を計測するステップと、
前記移動体装置が、前記計測された時間に基づいて、前記異状検出通知装置までの距離を逐次算出するステップと、
前記算出した前記異状検出通知装置までの距離に基づいて前記移動体装置の移動を制御するステップと
を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の海中ネットワーク管理システム。
【請求項１０】
海中ネットワークを構成する機材より異状信号を受信した異状検出通知装置の送波した音響信号を受波する受波手段と、
前記受波手段により受波された音響信号に基づいて、前記異状検出通知装置の設置場所に向けて移動する移動手段と
前記移動手段による移動中に、前記異状検出通知装置に対して所定の音響信号を所定の時間間隔で送波する送波手段と、
前記送波手段により所定の音響信号を送波してから、該所定の音響信号に応じて前記異状検出通知装置から応答用の音響信号を前記受波手段により受波するまでの時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された時間に基づいて、前記異状検出通知装置までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出した、前記異状検出通知装置までの距離に基づいて、前記移動手段による移動を制御する制御手段と、
前記異状検出通知装置の設置場所に到達すると、前記機材に対して異状を解消するための作業を行う作業手段と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海中ネットワークの機材が故障した際に水中ロボットによる機材の位置特定、修理、交換などを行うための海中ネットワーク管理システム、及び海中ネットワーク管理方法、移動体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海中ネットワークは、地上のネットワークと比べ水中での作業が必要となり機材の交換等の保守が非常に大掛かりな作業となる。ここで言う機材とは、海中ネットワークのケーブルにコネクタによって接続されている機材、すなわち、海中ネットワーク端末（あるいは中継器等）を指す。深度の浅い位置での作業では、ダイバーによる潜水作業が可能であるが、作業時間は、身体の安全上から１回、数十分程度に制限され、非常に効率が悪い。一方、長時間に及ぶ作業、あるいは人間により作業ができない深度での作業においては、ＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle：遠隔操作無人探査機）が使用されている。
【０００３】
例えば、海底ケーブルの敷設、交換作業は、ＲＯＶに搭載したカメラ映像を有索で海上のオペレータに送り、モニタに映し出される映像を見ながら海底に敷設されているケーブルを探し当てる。そして、ケーブルを辿り故障機器を特定し、その部分のケーブルを切断し、一旦海上に揚げ、異状機器の交換作業が行われる。本工程は、非常に時間が掛かり、またオペレータの負担も大きい。ゆえに、海中ネットワークにおいて、異状機器の探索、交換作業などの負担を軽減することが望まれている。
【０００４】
特許文献１には、ネットワークとは物理的に独立した海中センサによるネットワークの構築方法や、海中センサの回収方法について開示されている。具体的には、海中センサの位置は、当該海中センサを海中に投入する際に、海面に着水した際のＧＰＳ（Global Positioning System）による位置情報を元に管理されている。また、海中センサは、水中通信機を備えており、海中通信ネットワーク端末の水中通信機との間で無線信号により通信可能となっている。また、海中センサを回収するに際しては、海中センサネットワークに有線で接続されている陸上局から、回収する海中センサを指定することで、当該海中センサの切り離し装置が作動し、海上に浮上させる技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、水中通信ネットワークシステム及び水中通信方式について開示されている。具体的には、水中ネットワークにおける水中端末と基地局との音響通信に係り、音響信号の混信等の通信品質を改善する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、海中通信ネットワークシステムについて開示されている。具体的には、海中、または海面上に設けられた中継器により、海上に設けられた音響通信用送受信機と、海底に設置された音響送受信機との間で、音響信号を中継する技術が開示されている。また特許文献３には、海上に設けられた音響通信用送受信機が、中継器や海底の音響通信用送受信機などを介して、潜水艦やブイなどの海中移動体との間で音響信号を送受信する技術などが開示されている。
【０００７】
特許文献４、５には、海底ケーブルを探査する方法について開示されている。具体的には、遠隔操作式の水中ロボットに磁気センサを設け、該磁気センサにより海底ケーブルに直流電流を流し発生する直流磁場を検出し、海底ケーブルのまでの距離と高度差、敷設方向などを探知する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３２３３９１号公報
【特許文献２】特開２００９−２６０７５６号公報
【特許文献３】特開２００２−５７６３１号公報
【特許文献４】特開平０９−３２９６６８号公報
【特許文献５】特開平０９−１２７２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１では、海中センサ自体は、ネットワークと物理的に接続されておらず、航空機から投下することで敷設し、海中センサの切り離し装置を作動させて海面まで浮上させることで回収する技術である。そして、海中ネットワークのケーブルにコネクタによって接続されている機材、すなわち、海中ネットワーク端末（中継器）の探索や位置特定、修理や交換などについては何ら記載されていない。
【００１０】
上述した特許文献２も同様に、海中ネットワークのケーブルにコネクタによって接続されている海中ネットワーク端末（中継器）の探索や位置特定、修理や交換などについては何ら記載されていない。
【００１１】
上述した特許文献３では、海中通信ネットワークシステムにおいて、設備規模を大きくすることなく、遠距離通信を可能とする技術を提案している。しかしながら特許文献３では、海中ネットワークのケーブルにコネクタによって接続されている海中ネットワーク端末（中継器）の探索や位置特定、修理や交換などについては何ら記載されていない。
【００１２】
上述した特許文献４、５でも同様に、海中ネットワークのケーブルにコネクタによって接続されている海中ネットワーク端末（中継器）の探索や位置特定、修理や交換などについては何ら記載されていない。
【００１３】
このように、上述した特許文献１〜６では、海中ネットワークのケーブルにコネクタによって接続されている海中ネットワーク端末（中継器）が故障した際については何ら言及されていない。そして、上述した特許文献１〜６では、海中ネットワークにおいて、海中ネットワーク端末（中継器）に異状が発生した場合に、異状が発生した海中ネットワーク端末（中継器）の探索や位置特定、修理や交換などの作業の負担を軽減することができないという問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、上述した課題を解決することのできる海中ネットワーク管理システム、及び海中ネットワーク管理方法、移動体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明は、海中ネットワークを構成し、異状が発生すると異状信号を送信する送信手段を備える機材と、前記機材の送信手段と接続され、該送信手段から異状信号を受信することで異状の発生を検出する検出手段と、前記検出手段により異状の発生が検出されると、異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波する第１の送波手段とを備える異状検出通知装置とを具備することを特徴とする海中ネットワーク管理システムである。
【００１６】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、海中ネットワークを構成する機材が、異状が発生すると、該異状の発生を通知するための異状信号を送信するステップと、前記機材から異状信号を受信することで異状の発生を検出するステップと、前記異状の発生が検出されると、異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波するステップとを含むことを特徴とする海中ネットワーク管理方法である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、海中ネットワークを構成する機材が故障した際における、機材の探索や位置特定、修理や交換作業の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による海中ネットワークの概要を示す概念図である。
【図２】本実施形態による、水中ロボット７と異状検出通知装置６との通信のタイムシーケンス図である。
【図３】本実施形態による水中ロボット７の基本構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態において、異状検出通知装置６の構成、及び海中ネットワーク端末（中継器）５との接続状態を示す概念図である。
【図５】本実施形態において、海中ネットワーク端末（中継器）５と異状検出通知装置６との接続状態、及びコネクタ接続状態を示す概念図である。
【図６】本実施形態において、海中ネットワーク端末（中継器）５と異状検出通知装置６との接続状態、及びコネクタ接続状態を示す概念図である。
【図７】本実施形態による海中ネットワーク端末（中継器）５の異状時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本実施形態による異状検出通知装置６の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本実施形態による水中ロボット７の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
海中ネットワーク端末（中継器）の敷設は、作業船、あるいは航空機から投入して行われるため、敷設時、あるいは保守時に、その位置を正確に把握することは不可能である。また、水中では、ＧＰＳにより位置を検出することもできない。また、フロート（浮き）などにより常時海面にＧＰＳを備えた物体を浮遊させておくことは秘匿性の観点から好ましくない。
【００２０】
そこで、海中ネットワークに異状が生じた際に効率良く修復するためには、まず、異状発生の通知、その後、故障した機材の位置を修復用の水中ロボットに通知する仕組みが必要である。具体的に、本発明では、海中ネットワーク端末（中継器）において、回路が異状を起こした際に、異状検出通知装置に異状信号を送る回路を、予め海中ネットワーク端末（中継器）に標準的なインターフェースとして準備しておく。異状検出通知装置は、その異状信号を受け取ると、音響信号を送波する。水中ロボット（移動体装置）、あるいは監視船は、音響信号を受波することで、海中ネットワーク端末（中継器）に異状が発生していることを察知する。
【００２１】
以下、海中ネットワーク管理システムの一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態による海中ネットワークの概要を示す概念図である。図１において、海面１には、監視船２が巡回している。また、海底３には、海中ネットワーク４（ケーブル）が敷設されている。海中ネットワーク４の各所には、海中ネットワーク４を構成する機材として複数の海中ネットワーク端末（中継器）５、５、…が設置されている。
【００２３】
海中ネットワーク端末（中継器）５、５、…の各々には、異状状態を通知するための異状検出通知装置６、６、…が接続されている。また、海中には、水中ロボット７が存在している。水中ロボット７は、その都度、監視船２から投入されるか、あるいは水中内にて常時監視している。海中ネットワーク端末（中継器）５、５、…は、各々、上述したように、機器の回路が異状を起こした際に、対応する異状検出通知装置６に異状信号を送る回路を備えている。
【００２４】
異状検出通知装置６、６、…は、各々、対応する海中ネットワーク端末５からの異状信号を受信すると、異状の発生を通知するための音響信号を海中に送波する。この音響信号は、所定の時間間隔で送波されるように設定されている。水中ロボット７、あるいは監視船２は、異状検出通知装置６、６、…が発した音響信号を受波することで、海中ネットワーク端末５、５、…に異状が発生していることを察知する。
【００２５】
図１には、海中ネットワーク４を構成する一部の海中ネットワーク端末（中継器）５ａが故障しており、該海中ネットワーク端末（中継器）５ａに接続されている異状検出通知装置６ａが異状の発生を通知するための音響信号を送波している状態が示されている。水中ロボット７は、異状検出通知装置６ａからの音響信号を受波することで、異状の発生を察知する。
【００２６】
なお、異状検出通知装置６、６、…は、各々、自身を駆動するための電源、及び音響信号を送波するための電力として、異状検出通知装置６自体に搭載したバッテリや、海中ネットワーク端末（中継器）５に接続されたバッテリを用いる。または異状検出通知装置６、６、…は、海中ネットワークケーブルから供給される電力を、海中ネットワーク端末（中継器）５を介して利用する。
【００２７】
図２は、本実施形態による、水中ロボット７と異状検出通知装置６との通信のタイムシーケンス図である。図２において、水中ロボット７は、異状が生じた海中ネットワーク端末（中継器）５に近づくために、異状検出通知装置６の方位と距離を把握する必要がある。その距離としては、図２に示すように、信号音の到達時間から求めることができる。
【００２８】
水中ロボット７は、指向性を有した受波器（後述）で異状検出通知装置６が送波した異状の発生を知らせる音響信号を受波することで、その音響信号の発生方向を検出する。その後、水中ロボット７は、所定の音響信号を送波し、故障した海中ネットワーク端末（中継器）５に取り付けられた異状検出通知装置６により音響信号を受波し、一定時間後に故障した機器側の異状検出通知装置６から所定の音響信号を送波する。
【００２９】
図２に示すように、水中ロボット７が音響信号を送波してから異状検出通知装置６が発する音響信号を受信するまでの時間をｔとする。水中ロボット７が送波して、異状検出通知装置６に届くまでの時間をｔ１とする。異状検出通知装置６が受波してから送波するまでの処理時間をｔ２とする。異状検出通知装置６が送波してから水中ロボット７が受波するまでの時間をｔ３とする。
【００３０】
なお、処理時間ｔ２については、ある所定値に設定することで、水中ロボット７にとって、処理時間ｔ２、及び水中での音速Ｃは既知である。水中ロボット７は、次式（１）に示すように、自身が発してから異状検出通知装置６側が発した音響信号を受け取るまでの時間ｔから処理時間ｔ２を引いて、海中の音速Ｃを掛けることで異状検出通知装置６との距離Ｌを計算する。
【００３１】
２Ｌ＝（ｔ−ｔ２）×Ｃ    ………（１）
【００３２】
数式（１）より、水中ロボット７は、異状検出通知装置６までの距離Ｌを把握することが可能となる。このようにして、水中ロボット７は、上記海中ネットワーク端末（中継器）５に接続された異状検出通知装置６との相対方位、相対距離を把握し、それら情報に基づいて海中ネットワーク端末（中継器）５に接続されている異状検出通知装置６に向けて移動する。水中ロボット７と異状検出通知装置６との間で、図２に示すように、音響信号の送波、受波の動作を一定間隔で繰り返し行うことで、方位誤差、位置誤差を減らしながら、水中ロボット７は、スラスター等の推進器（移動手段）により故障機器に到達する。
【００３３】
図３は、本実施形態による水中ロボット７の基本構成を示すブロック図である。図３において、水中ロボット７は、制御部７−１、変調回路７−２、送波器７−３、受波器７−４、復調回路７−５を備えている。また水中ロボット７は、コンパス７−６、３軸ジャイロ７−７、モータドライバ７−８、スラスター７−９、モータドライバ７−１０、マニュピレータ７−１１、及びバッテリ７−１２を備えている。
【００３４】
制御部７−１は、各部を統合して制御する。変調回路７−２は、電気信号を変調し、異状検出通知装置６の方位、距離を計算するために用いる所定の音響信号を生成する。送波器７−３は、生成された所定の音響信号を水中に送波する。受波器７−４は、異状検出通知装置６から送波される音響信号を受波する。該受波器７−４は、指向性を有しており、受波した音響信号の音源である異状検出通知装置６の方位を特定することが可能となっている。復調回路７−５は、受波した音響信号を復調する。
【００３５】
コンパス７−６は、自律で異状検出通知装置６まで到達するために移動方位を取得する。３軸ジャイロ７−７は、自身の姿勢を取得する。モータドライバ７−８は、当該水中ロボット７を推進させるためのスラスター７−９を駆動する。スラスター７−９は、スクリューなどからなり、当該水中ロボット７を推進させる。モータドライバ７−１０は、マニュピレータ７−１１を駆動する。マニュピレータ７−１１は、異状検出通知装置６に到達後、海中ネットワーク端末（中継器）５の修理や部品の交換などの作業を行う。バッテリ７−１２は、当該水中ロボット７の各部を駆動するための電力を供給する。
【００３６】
図４は、本実施形態において、異状検出通知装置６の構成、及び海中ネットワーク端末（中継器）５との接続状態を示す概念図である。図４において、海中ネットワーク端末（中継器）５は、予め、各部位に異状が発生した際にエラー信号を送るための回路（送信手段）、及び信号線を備えている。該回路（送信手段）は、例えば、漏水によりショートするような異状が発生した場合、正常時０Ｖに対して異状時の異状信号５Ｖを、エラー検出回路６−１−１に送信する。あるいは、異状の箇所、異状の種類などを示す所定のビット数のデジタル信号を送信するようにしてもよい。
【００３７】
異状検出通知装置６は、制御部６−１、変調回路６−２、送波器６−３、受波器６−４、及び復調回路６−５を備えている。制御部６−１は、各部を統合して制御する。変調回路６−２は、海中ネットワーク端末（中継器）５が異状を起こした際に送信する異状信号を変調して音響信号を生成する。送波器６−３は、生成された異状を通知するための音響信号を水中に送波する。受波器６−４は、当該異状検出通知装置６の方位、距離を計算するために、水中ロボット７から送波される所定の音響信号を受波する。復調回路６−５は、受波された所定の音響信号を復調する。
【００３８】
制御部６−１は、ハードウェア、あるいはソフトウェアとして、エラー検出回路６−１−１（検出手段）を備えている。エラー検出回路６−１−１は、海中ネットワーク端末（中継器）５と接続されており、異状を起こした際に海中ネットワーク端末（中継器）５が送信する異状信号を受信することで、異状発生を検出する。制御部６−１は、エラー検出回路６−１−１による異状信号の受信を契機に、送波器６−３（第１の送波手段）から異状を通知するための音響信号の送波を行う。これにより、海中ネットワークを構成する機材が故障した際における、機材の探索や位置特定、修理や交換作業の負担を軽減することができる。
【００３９】
また、制御部６−１は、図２に示すように、水中ロボット７との間で、水中ロボット７から所定の時間間隔で所定の音響信号が送波されてくると、これに応答して所定の応答用の音響信号（異状を通知するための音響信号と同じであってもよい）を送波する。これを繰り返すことで、水中ロボット７は、異状検出通知装置６までの距離を算出する。
【００４０】
図５は、本実施形態において、海中ネットワーク端末（中継器）５と異状検出通知装置６との接続状態、及びコネクタ接続状態を示す概念図である。異状が発生し、機材を交換する際は、水中ロボット７のマニュピレータ７−１１により水中着脱式コネクタ１０を取り外し、海中ネットワーク４から海中ネットワーク端末（中継器）５を切り離す。なお、水中着脱式コネクタ１０は、水中においても切離し、交換することが可能なコネクタである。
【００４１】
図６は、本実施形態において、海中ネットワーク端末（中継器）５と異状検出通知装置６との接続状態、及びコネクタ接続状態を示す概念図である。異状が発生し、機材を交換する際は、水中ロボット７のマニュピレータ７−１１により水中着脱式コネクタ１０ａ、１０ｂを取り外し、海中ネットワーク４から海中ネットワーク端末（中継器）５を切り離す。なお、水中着脱式コネクタ１０ａ、１０ｂは、水中においても切離し、交換することが可能なコネクタである。
【００４２】
次に、本実施形態の動作を説明する。
図７は、本実施形態による海中ネットワーク端末（中継器）５の異状時の動作を説明するためのフローチャートである。海中ネットワーク端末（中継器）５は、異状が発生したか否かを判定し（ステップＳ１）、異状が発生していない場合には（ステップＳ１のＮＯ）、ステップＳ１に戻る。一方、漏水によるショートや、回路等に異状が発生すると（ステップＳ１のＹＥＳ）、送信手段により、接続されている異状検出通知装置６のエラー検出回路６−１−１に異状が発生したこと通知する異状信号を送信する（ステップＳ２）。なお、異状信号は、例えば、修理や交換などが完了するまで、所定の時間間隔で送信し続けるようにしてもよい。
【００４３】
図８は、本実施形態による異状検出通知装置６の動作を説明するためのフローチャートである。異状検出通知装置６は、制御部６−１により、エラー検出回路６−１−１が海中ケットワーク端末（中継器）５から異状信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０)。そして、異状信号を受信していない場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、ステップＳ１０を繰り返し実行する。
【００４４】
一方、異状信号を受信した場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、送波器６−３から異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波する（ステップＳ１１）。次に、水中ロボット７から所定の音響信号（図２を参照）を受波器６−４で受波したか否かを判定する（ステップＳ１２）。そして、水中ロボット７から所定の音響信号を受波していない場合には（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１１に戻り、再び、異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波する。なお、適宜、インターバル時間を設けてもよい。これは、水中ロボット７から所定の音響信号を受波するまで繰り返される。
【００４５】
一方、水中ロボット７から所定の音響信号を受波した場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、異状検出通知装置６は、所定の音響信号を送波器６−３から水中に送波する（ステップＳ１３）。なお、異状検出通知装置６から送波する所定の音響信号は、異状の発生を通知するための音響信号と同じであってもよい。次に、異状検出通知装置６は、水中ロボット７により、当該異状検出通知装置６に到達したこと、あるいは修理や交換などの作業が終了したことを示す、リセット操作、あるいはリセット信号の受信などがあったか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００４６】
そして、リセットがない場合には（ステップＳ１４のＮＯ）、ステップＳ１２に戻り、所定の音響信号の受波と、これに応じる所定の音響信号の送波とを繰り返す。一方、リセットがあった場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、水中ロボット７が異状検出通知装置６に到達したか、あるいは修理や交換などの作業が終了したことであるので、当該処理を終了する。
【００４７】
図９は、本実施形態による水中ロボット７の動作を説明するためのフローチャートである。海中に浮遊する水中ロボット７は、異状検出通知装置６から異状の発生を示す音響信号を受波したか否かを判定する（ステップＳ２０）。そして、異状の発生を示す音響信号していない場合には（ステップＳ２０のＮＯ）、ステップＳ２０を繰り返し実行する。
【００４８】
一方、水中ロボット７は、異状検出通知装置６から異状の発生を示す音響信号を受波器７−４により受波した場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、音響信号の音源である異状検出通知装置６の方位を取得する（ステップＳ２１）。次に、水中ロボット７は、異状検出通知装置６までの方位、距離を取得するための所定の音響信号を水中に送波する（ステップＳ２２）。そして、水中ロボット７は、該所定の音響信号に対して、異状検出通知装置６から送波される所定の音響信号を受波するまでの時間ｔを計測する計測手段であるタイマ（ソフトウェア、ハードウェアいずれでも可）を起動する（ステップＳ２３）。
【００４９】
そして、異状検出通知装置６から所定の音響信号を受波したか否かを判定し（ステップＳ２４）、受波していない場合には（ステップＳ２４のＮＯ）、受波するまで待機する。一方、異状検出通知装置６から所定の音響信号を受波した場合には（ステップＳ２４のＹＥＳ）、水中での音速Ｃ、処理時間ｔ２（設定値）、計測した時間ｔから、上記数式（１）に従って、異状検出通知装置６までの距離Ｌを算出する（ステップＳ２５）。水中ロボット７は、異状検出通知装置６の方位、距離Ｌに基づいて、異状検出通知装置６の位置（設置場所）に向かってスラスター７−９により移動し（ステップＳ２６）、到達したか否かを判定する（ステップＳ２７)。なお、到達したか否かは、距離Ｌに基づいて判定すればよい。
【００５０】
そして、異状検出通知装置６に到達していない場合には（ステップＳ２７のＮＯ）、ステップＳ２１に戻り、異状検出通知装置６との間で、音響信号の送波、受波の動作を一定間隔で繰り返し行う。これにより、水中ロボット７は、方位誤差、位置誤差を減らしながら、異状検出通知装置６に向かって移動する。一方、異状検出通知装置６に到達した場合には（ステップＳ２７のＹＥＳ）、マニュピレータ７−１１を駆動し、異状を解消するための作業として、海中ネットワーク端末（中継器）５の修理や、交換などの作業を行う（ステップＳ２８）。
【００５１】
水中ロボット７は、マニュピレータ７−１１により、例えば、水中着脱式コネクタ１０で接続された海中ネットワーク端末（中継器）５をケーブルから取り外して回収する。取り外した海中ネットワーク端末（中継器）５は、水中ロボット７、あるいはガスボンベによる展張式の浮力体などにより浮力を得て海面１まで回収する。なお、回収することは、故障機材の再利用よるコスト削減、不具合原因の特定、環境保全など、メリットは多い。
【００５２】
また、新たな海中ネットワーク端末（中継器）５や交換部品は、監視船２から水中ロボット７により取り外した位置まで運搬し、同様にマニュピレータ７−１１により水中着脱式コネクタ１０、１０ａ、１０ｂにて既設の海中ネットワーク４のケーブルに接続する。
【００５３】
次に、水中ロボット７は、作業が終了したか否かを判定し（ステップＳ２９）、作業が終了していない場合には（ステップＳ２９のＮＯ）、ステップＳ２８で作業を継続する。一方、作業が終了した場合には（ステップＳ２９のＹＥＳ）、修理や交換などの作業が終了したことを示す、リセット操作、あるいはリセット信号の送信などを行う（ステップＳ３０）。そして、当該処理を終了する。
【００５４】
Ｂ．他の実施形態
上述した実施形態では、水中ロボット７は、自律型として、故障機材の発見から故障機材の取り外しまでの全オペレーションを自動化している。しかしながら、水中ロボット７を半自動化として、水中着脱式コネクタ１０、１０ａ、１０ｂの取り外しの際には、オペレータがモニタを確認しつつ操作することも可能である。その際は、水中ロボット７は、有索にして海上で操作される。
【００５５】
上述した実施形態によれば、故障時の交換作業を効率化することができる。ＲＯＶによるオペレータが目視でケーブルや故障機材を探す現状に比べ、時間を短縮することが期待される。
【００５６】
また、上述した実施形態によれば、海中ネットワークで海中ネットワーク端末（中継器）が故障した際における、機材の探索や位置特定、修理や交換作業の負担を軽減することができる。すなわち、浅深度でのダイバーの潜水作業、あるいはＲＯＶの操縦作業の負担が軽減することができる。
【００５７】
また、海中ネットワーク、あるいは海中ケーブル、及びそれに付属する機器は、交換作業が困難という理由で、高い信頼性が求められている。このことは、機器の高コスト化、あるいは開発期間の長期化などに繋がっている。上述した実施形態によれば、交換作業が比較的容易にできることで、機器の低価格や開発期間の短縮、あるいは機器の交換サイクルの短縮化に繋がり、海中ネットワーク化が加速されていくことが期待される。
【００５８】
なお、音響信号に異状が発生した海中ネットワーク端末（中継器）５を特定するための識別情報や、異状の種類、異状の箇所などを示す異状情報などを変調して重畳するようにしてもよい。
【００５９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されるが、以下には限られない。
【００６０】
（付記１）
海中ネットワークを構成し、異状が発生すると異状信号を送信する送信手段
を備える機材と、
前記機材の送信手段と接続され、該送信手段から異状信号を受信することで異状の発生を検出する検出手段と、
前記検出手段により異状の発生が検出されると、異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波する第１の送波手段と
を備える異状検出通知装置と
を具備することを特徴とする海中ネットワーク管理システム。
【００６１】
（付記２）
前記異状検出通知装置から送波される音響信号を受波する第１の受波手段と、
前記第１の受波手段により受波された音響信号に基づいて、前記異状検出通知装置の設置場所に向けて移動する移動手段と
を備える移動体装置を更に具備することを特徴とする付記１に記載の海中ネットワーク管理システム。
【００６２】
（付記３）
前記移動体装置は、
前記移動手段による移動中に、前記異状検出通知装置に対して所定の音響信号を所定の時間間隔で送波する第２の送波手段と、
前記第２の送波手段により所定の音響信号を送波してから、該所定の音響信号に応じて前記異状検出通知装置から応答用の音響信号を前記第１の受波手段により受波するまでの時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された時間に基づいて、前記異状検出通知装置までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出した、前記異状検出通知装置までの距離に基づいて、前記移動手段による移動を制御する第１の制御手段と
を更に備え、
前記異状検出通知装置は、
前記第２の送波手段から送波される所定の音響信号を受波する第２の受波手段と、
前記第２の受波手段により前記移動体装置から送波される所定の音響信号を受波すると、応答用の音響信号を前記第１の送波手段から送波する第２の制御手段と
を更に備える
ことを特徴とする付記２に記載の海中ネットワーク管理システム。
【００６３】
（付記４）
前記移動体装置は、
前記第１の受波手段の指向性を利用することで、受波した音響信号を送波した前記異状検出通知装置の方位を特定する方位特定手段を更に備え、
前記第１の制御手段は、
前記前記距離算出手段により算出した、前記異状検出通知装置までの距離に加えて、前記方位特定手段により特定された前記異状検出通知装置の方位に基づいて、前記移動手段による移動を制御する
ことを特徴とする付記３に記載の海中ネットワーク管理システム。
【００６４】
（付記５）
前記移動体装置は、
前記異状検出通知装置の設置場所に到達すると、前記機材に対して異状を解消するための作業を行う作業手段を更に備えることを特徴とする付記２から付記４のいずれかに記載の海中ネットワーク管理システム。
【００６５】
（付記６）
前記機材は、
前記海中ネットワークを構成するケーブルに水中着脱式コネクタを介して接続され、
前記移動体装置は、
前記異状検出通知装置の設置場所に到達すると、前記作業手段により前記水中着脱式コネクタを操作し、前記海中ネットワークを構成するケーブルに対する機材の取り外し、取り付け作業を行う
ことを特徴とする付記５に記載の海中ネットワーク管理システム。
【００６６】
（付記７）
海中ネットワークを構成する機材が、異状が発生すると、該異状の発生を通知するための異状信号を送信するステップと、
前記機材から異状信号を受信することで異状の発生を検出するステップと、
前記異状の発生が検出されると、異状の発生を通知するための音響信号を水中に送波するステップと
を含むことを特徴とする海中ネットワーク管理方法。
【００６７】
（付記８）
海中を移動可能な移動体装置が、異状検出通知装置から送波される音響信号を受波するステップと、
前記移動体装置が、前記受波された音響信号に基づいて、前記異状検出通知装置の設置場所に向けて移動するステップと
を更に含むことを特徴とする付記７に記載の海中ネットワーク管理方法。
【００６８】
（付記９）
前記移動体装置が、前記異状検出通知装置の設置場所に向けた移動中に、前記異状検出通知装置に対して所定の音響信号を所定の時間間隔で送波するステップと、
前記異状検出通知装置が、前記移動体装置から送波される所定の音響信号を受波するステップと、
前記異状検出通知装置が、前記移動体装置から所定の音響信号を受波すると、応答用の音響信号を送波するステップと、
前記移動体装置が、前記所定の音響信号を送波してから、該所定の音響信号に応じて前記異状検出通知装置から応答用の音響信号を受波するまでの時間を計測するステップと、
前記移動体装置が、前記計測された時間に基づいて、前記異状検出通知装置までの距離を逐次算出するステップと、
前記算出した前記異状検出通知装置までの距離に基づいて前記移動体装置の移動を制御するステップと
を更に含むことを特徴とする付記８に記載の海中ネットワーク管理システム。
【００６９】
（付記１０）
海中ネットワークを構成する機材より異状信号を受信した異状検出通知装置の送波した音響信号を受波する受波手段と、
前記受波手段により受波された音響信号に基づいて、前記異状検出通知装置の設置場所に向けて移動する移動手段と
前記移動手段による移動中に、前記異状検出通知装置に対して所定の音響信号を所定の時間間隔で送波する送波手段と、
前記送波手段により所定の音響信号を送波してから、該所定の音響信号に応じて前記異状検出通知装置から応答用の音響信号を前記受波手段により受波するまでの時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された時間に基づいて、前記異状検出通知装置までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出した、前記異状検出通知装置までの距離に基づいて、前記移動手段による移動を制御する制御手段と、
前記異状検出通知装置の設置場所に到達すると、前記機材に対して異状を解消するための作業を行う作業手段と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の活用例として、海中ネットワークの修理及び海中ケーブルの修理等に利用可能である。海中ネットワークの効率的な修理作業が行えることで、生産性の向上が見込まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１  海面
２  監視船
３  海底
４  海中ネットワーク（ケーブル）
５、５、…  海中ネットワーク端末（中継器）
６、６、…  異状検出通知装置
６−１  制御部（第２の制御手段）
６−１−１  エラー検出回路
６−２  変調回路
６−３  送波器（第２の送波手段）
６−４  受波器（第２の受波手段）
６−５  復調回路
７  水中ロボット
７−１  制御部（距離算出手段、第１の制御手段、作業手段）
７−２  変調回路
７−３  送波器（第２の送波手段）
７−４  受波器（第１の受波手段）
７−５  復調回路
７−６  コンパス（方位特定手段）
７−７  ３軸ジャイロ
７−８  モータドライバ
７−９  スラスター
７−１０  モータドライバ
７−１１  マニュピレータ
７−１２  バッテリ
１０、１０ａ、１０ｂ  水中着脱式コネクタ
【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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