衝撃検知システムおよび該衝撃検知システムを使用した衝撃検知方法
【課題】 強い風による振動を検知せず、落石などによる衝撃のみを適確に検知し得る衝撃検知システムを提供する。
【解決手段】 所定の間隔で基礎部９７の上に固定的に立設された複数の支柱９９の間に張り渡されて落石９３などの衝撃物の衝撃を防護する防護フェンス２１に沿って保護管１０に挿入された光ファイバケーブルを防護フェンス２１に接触することなく張り巡らして落石９３などの衝撃を検知する。
【解決手段】 所定の間隔で基礎部９７の上に固定的に立設された複数の支柱９９の間に張り渡されて落石９３などの衝撃物の衝撃を防護する防護フェンス２１に沿って保護管１０に挿入された光ファイバケーブルを防護フェンス２１に接触することなく張り巡らして落石９３などの衝撃を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば崖の下を走っている道路において崖から落下してくる落石などの衝撃物を防ぐ防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らして、この衝撃物の落下による衝撃を検知する衝撃検知システムおよび該衝撃検知システムを使用した衝撃検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、道路の一方の側が上方に切り立った山などの崖になっているようなところでは、崖からの落石が道路上の通行人や車両などに当たらないように道路の一方の側縁と崖との間に防護フェンスが敷設されている。この防護フェンスは、所定の間隔で基礎部の上に固定的に立設された複数の支柱の間に張り渡されて固定されている。なお、防護フェンスは、崖からの落石が防護フェンスに当たったとしても、支柱から簡単に取れないように支柱の崖側の側面、すなわち落石が衝突する側の側面にボルトなどで固定されている。
【０００３】
このように敷設されている防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らせることにより、この光ファイバケーブルで崖からの落石を検知することができる。更に詳しくは、崖からの落石が防護フェンスに当たり、その衝撃により防護フェンスが振動すると、光ファイバケーブルも防護フェンスとともに振動するが、この光ファイバケーブルの振動により光ファイバケーブル内を伝播する光信号の位相が変化するので、この位相の変化を検知することにより落石を検知することができる（非特許文献１参照）。また、光ファイバケーブルに光信号を入力した時点から位相の変化を検知した時点までの時間を測定することにより、落石があった場所も検知することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】土木学会 第62回年次 学術講演会 平成19年9月13日 「光ファイバケーブルによる落石検知システム」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らせて、落石を検知する従来の方法においては、光ファイバケーブルを鋼管や可撓管などの保護管で保護されてから防護フェンスに例えばインシュロックなどで固定しているが、防護フェンスは、金網で構成されているものであるため、例えば風によって簡単に揺れてしまい、この揺れにより防護フェンスの金網に固定された光ファイバケーブルも揺れ、光ファイバケーブルはこの揺れによる振動を検知することになる。
【０００６】
ところで、上述した風による揺れが度を過ぎて強くない通常の風によるものである場合には、この通常の風による振動を光ファイバケーブルが検知したとしても、検知した振動波形の大きさから落石による振動でなく、通常の風による振動であると判断することができ、これを除外することができるが、通常の風よりも一段と強い風、例えば海沿いの地域で台風に近い風速の風が常時吹いているような場合には、この強い風による振動を光ファイバケーブルが検知し、この検知した振動波形が大きく、落石による振動と区別できず、落石によるものと誤判定してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、強い風による振動を検知せず、落石などによる衝撃のみを適確に検知し得る衝撃検知システムおよび該衝撃検知システムを使用した衝撃検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、請求項１記載の衝撃検知システムは、所定の間隔で基礎部の上に固定的に立設された複数の支柱の間に張り渡されて衝撃物の衝撃を防護する防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らして衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知システムであって、衝撃物が防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルに衝突したときの防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を光ファイバケーブルが防護フェンスに接触することなく振動で検知するように光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させずに支柱に固定する固定手段を有することを要旨とする。
【０００９】
請求項１記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは固定手段で防護フェンスに接触しないように支柱に固定されて、防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を防護フェンスに接触することなく振動で検知するため、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、従ってこの風による振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１０】
請求項２記載の衝撃検知システムは、前記固定手段が、支柱の根本寄りの下部において光ファイバケーブルを固定することを要旨とする。
【００１１】
請求項２記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは支柱の根本寄りの下部に固定されるため、防護フェンスが台風並みの強い風で揺れ、これにより仮に支柱も先端が揺れたとしても、その根本寄りの下部はほとんど揺れることがなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１２】
請求項３記載の光ファイバケーブルは、前記固定手段が、基端部が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して防護フェンスに接触しないように延出した離隔部材と、この離隔部材の先端部において光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させないように固定的に保持する保持部材とを有することを要旨とする。
【００１３】
請求項３記載の光ファイバケーブルにあっては、固定手段は支柱に基端部が固定され、先端部が防護フェンスに接触しないように延出し、この先端部において光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させないように固定的に保持しているため、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れによる振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１４】
また、前記離隔部材が、基端面が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して延出した棒状部材または基端部が直角に短く折曲し、この短く折曲した折曲部が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して延出した棒状部材または一辺が支柱に密接するように固定され、前記一辺に対向する他辺が先端部として支柱から離隔して延出した矩形の枠状部材を有することを要旨とする。
【００１５】
つまり、離隔部材が棒状部材または基端部が短く折曲した棒状部材または矩形の枠状部材であって、これらの先端部が支柱から離隔しているため、防護フェンスが台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１６】
請求項４記載の衝撃検知システムは、前記支柱が立設された基礎部が、所定の高さをもって所定の長さ防護フェンスの下部に連続的に堅固に構築された構造物であり、前記光ファイバケーブルは、衝撃物が基礎部に衝突したときの基礎部への衝撃を基礎部の振動により検知し得るように基礎部の下部寄りの部分に防護フェンスに沿って固定的に取り付けられていることを要旨とする。
【００１７】
請求項４記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは基礎部の下部寄りの部分に防護フェンスに沿って固定的に取り付けられ、衝撃物が基礎部に衝突したときの基礎部への衝撃を基礎部の振動により検知するため、落石などの衝撃物が基礎部に衝突した時の衝撃も適確に検出することができる。
【００１８】
また、前記光ファイバケーブルで検知した光信号に基づき衝撃物が衝突した位置を検出することができることを要旨とする。
【００１９】
つまり、光ファイバケーブルで検知した光信号に基づき衝撃物が衝突した位置を検出することができるため、例えば衝撃物を迅速に除去したり、または衝撃物の衝突により例えば破損した防護フェンスを迅速に修理することができる。
【００２０】
請求項５記載の衝撃検知システムは、前記防護フェンスおよび光ファイバケーブルが、支柱の、衝撃物による衝撃が加わる衝撃側の側面に固定的に取り付けられることを要旨とする。
【００２１】
請求項５記載の衝撃検知システムにあっては、防護フェンスおよび光ファイバケーブルが支柱の、衝撃物による衝撃が加わる衝撃側の側面に固定的に取り付けられるため、仮に防護フェンスに衝撃物が衝突したとしても、防護フェンスは容易に取り外れないし、また光ファイバケーブルに衝撃物が仮に直接衝突した場合には、衝撃物の衝撃を直接かつ確実に検知することができる。
【００２２】
請求項６記載の衝撃検知システムは、前記光ファイバケーブルが、保護管に入れられ保護されてから防護フェンスから離隔して沿うように張り巡らされ、固定手段により保護管の上から支柱に固定されることを要旨とする。
【００２３】
請求項６記載の衝撃検知システムあっては、光ファイバケーブルは保護管に入れられ保護されてから防護フェンスに沿って張り巡らされ、固定手段により保護管の上から支柱に固定されるため、光ファイバケーブルは振動などで引っ張られても切れにくい。
【００２４】
請求項７記載の衝撃検知システムは、前記光ファイバケーブルが、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されることを要旨とする。
【００２５】
請求項７記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されるため、光ファイバケーブルに落石などの衝撃物からの衝撃が加わった場合に、２本の光ファイバに位相差が明確に発生し、衝撃の有無を適確に検知することができる。
【００２６】
請求項８記載の衝撃検知方法は、請求項１記載の衝撃検知システムを使用して、衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知方法であって、防護フェンスに接触しないように光ファイバケーブルを支柱の根本寄りの下部に固定しながら防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らし、この光ファイバケーブルの一端から光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端から出力される光信号を受信し、前記入力した光信号と受信した光信号とに基づいて防護フェンスへの衝撃物の衝撃を検知することを要旨とする。
【００２７】
請求項８記載の衝撃検知方法にあっては、防護フェンスに接触しないように光ファイバケーブルを支柱の根本寄りの下部に固定しながら防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らし、光ファイバケーブルに光信号を入力して防護フェンスへの衝撃物の衝撃を検知するため、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、従ってこの風による振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００２８】
また、支柱が所定の高さをもって所定の長さ防護フェンスの下部に連続的に堅固に構築された基礎部の上に固定的に立設され、前記光ファイバケーブルは、防護フェンスに沿って手前から遠端部まで張り巡らされた後、遠端部でＵターンして遠端部から手前に向かって基礎部の下部寄りの部分に基礎部に沿って固定的に取り付けられ、基礎部への衝撃物の衝撃も検知するようになっていることを要旨とする。
【００２９】
つまり、支柱は基礎部の上に固定的に立設され、光ファイバケーブルは防護フェンスに沿って遠端部まで張り巡らされた後、遠端部でＵターンして基礎部の下部寄りの部分に固定的に取り付けられ、基礎部への衝撃物の衝撃も検知するため、落石などの衝撃物が基礎部に衝突した時の衝撃も適確に検出することができる。
【００３０】
請求項９記載の衝撃検知方法は、前記光ファイバケーブルが、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の離れた位置にある２本の光ファイバで構成され、光ファイバケーブルの一端において前記２本の離れた位置にある光ファイバの両方に同時に同じ光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端において２本の光ファイバから出力される光信号の位相差に基づいて衝撃物の衝撃の有無を検知することを要旨とする。
【００３１】
請求項９記載の衝撃検知方法にあっては、光ファイバケーブルが多数の光ファイバをまとめた多芯光ファイバケーブルの中の離れた位置にある２本の光ファイバで構成され、光ファイバケーブルの一端において２本の離れた位置にある光ファイバの両方に光信号を入力し、その位相差に基づいて衝撃物の衝撃の有無を検知するため、光ファイバケーブルに落石などの衝撃物からの衝撃が加わった場合に、２本の光ファイバに位相差が明確に発生し、衝撃の有無を適確に検知することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、光ファイバケーブルは固定手段で防護フェンスに接触しないように支柱に固定されて、防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を防護フェンスに接触することなく振動で検知するので、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、従ってこの風による振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００３３】
本発明によれば、光ファイバケーブルは多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されるので、光ファイバケーブルに落石などの衝撃物からの衝撃が加わった場合に、２本の光ファイバに位相差が明確に発生し、衝撃の有無を適確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係わる衝撃検知システムの全体的構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す衝撃検知システムを設置した基礎部、支柱、道路、崖の関係を分かり易く示した断面図である。
【図３】図１に示す衝撃検知システムに使用されている離隔部材を拡大して示す斜視図である。
【図４】図３に示す離隔部材を示す側面図である。
【図５】図１に示す衝撃検知システムに使用され得る離隔部材の別の構成を拡大して示す枠状部材の斜視図である。
【図６】図１に示す衝撃検知システムに使用されている保持部材を拡大して示す斜視図である。
【図７】図１に示した衝撃検知システムの電気回路図である。
【図８】図７に示す電気回路を持った図１に示す衝撃検知システムにおける各部の信号の波形を示す波形図である。
【図９】図１に示す衝撃検知システムに使用されている光ファイバケーブルの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係わる衝撃検知システムの全体的構成および設置状態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す衝撃検知システムを設置した基礎部、支柱、道路、崖の関係を分かり易く示した断面図である。
【００３７】
本実施形態の衝撃検知システムは、図１、２に示すように、例えば崖９１の下を走っている道路９２に崖９１からの落石９３が落ち込まないように防護すべく道路９２と崖９１との間に敷設された落石防護柵９５を構成する基礎部９７と支柱９９に固定的に取り付けられ、崖９１からの落石９３が基礎部９７や支柱９９に当たった場合の衝撃を検知する光ファイバケーブルを保護するように内包した鋼管や可撓管などからなる保護管１０を有し、この保護管１０内に図３〜６に示すように光ファイバケーブル１が挿入され保護されている。なお、光ファイバケーブル１は、図９で後述するように、鞘１ｓで被覆された多芯光ファイバケーブルのうちの２本の光ファイバ１ａ、１ｂを使用して構成されている。
【００３８】
光ファイバケーブル１を保護するように挿入された保護管１０は、崖９１と道路９２との間に道路９２に沿って長く設置された基礎部９７の上に所定の間隔で立設された複数の支柱９９に３〜８ｃｍ程度の長さの離隔部材１１を介して図１において手前から遠端に向かって順次取り付けられ、最後の支柱９９を終わった遠端部でＵターンして、元に戻るように基礎部９７に適当な間隔で固定的に取り付けられている。そして、このようにＵターンして迂回するように複数の支柱９９と基礎部９７に取り付けられた保護管１０内に挿入されている光ファイバケーブル１は、その一端がスタートセンサ３に接続され、他端がエンドセンサ５に接続され、このスタートセンサ３とエンドセンサ５は、測定器７に接続されている。
【００３９】
光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、基礎部９７の上に立設された各支柱９９の根本寄りの下部の側面、すなわち崖９１に面する側の側面に取り付けられた棒状の離隔部材１１の先端部寄りの部分に保持部材１３により固定されている。また、基礎部９７においては、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、基礎部９７の下部寄りの部分に保持部材１５により固定されている。
【００４０】
また、複数の支柱９９の間には、金網などからなる防護フェンス２１が全体にわたって張り渡されて、支柱９９に固定され、これにより崖９１からの落石９３が道路９２の上に落ち込まないようになっている。なお、防護フェンス２１は、崖９１からの落石９３が当たった場合に簡単に取れないように支柱９９の崖側の側面、すなわち崖９１からの落石９３が衝突する側の側面にボルトなどにより固定されている。
【００４１】
前記離隔部材１１、すなわち保護管１０を支柱９９に取り付けている離隔部材１１は、図３および４に拡大して示すように、基端面がねじ１１ａ（図４）により支柱９９に固定された棒状部材であり、この棒状の離隔部材１１の先端部の上に光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０が保持部材１３およびねじ１３ａ、１３ｂにより固定的に保持されている。このように取り付けられることにより、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、支柱９９および支柱９９の崖側の側面に固定された防護フェンス２１から離隔して接触しないようになっていて、これにより防護フェンス２１が風などにより揺れたり、振動したとしても、保護管１０、ひいては保護管１０内に挿入されている光ファイバケーブル１は揺れたり、振動せず、これにより後述するように風などによる揺れや振動を落石の衝撃と誤判定しないようになっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、離隔部材１１を用いて、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０を防護フェンス２１から離隔して接触しないように固定しているが、本発明は、このような構造の離隔部材１１に限定されるものでなく、例えば基端部が直角に短く折曲し、この短く折曲した折曲部が支柱９９に固定的に取り付けられ、先端部が支柱９９から離隔して延出した棒状部材または一辺が支柱に密接するように固定され、この一辺に対向する他辺が先端部として支柱から離隔して延出した矩形の枠状部材などでもよいものである。
【００４３】
図５は、このような矩形の枠状部材の構造を示す側面図である。同図に示す枠状部材１７は、矩形の一辺１７ａが支柱９９に密接して、ねじ１８ａ、１８ｂにより固定され、この一辺１７ａに対向する他辺１７ｂに光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０が保持部材１９およびねじ１９ａ、１９ｂにより保持されている。なお、この保護管１０が保持されている他辺１７ｂは、支柱９９および支柱９９に固定された防護フェンス２１から２〜５ｃｍ離隔していて、防護フェンス２１が風などで揺れたり、振動したとしても、防護フェンス２１が保護管１０に接触せず、従って防護フェンス２１の揺れや振動で保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１が揺れたり振動せず、これにより風などによる揺れや振動を落石の衝撃と誤判定しないようになっている。
【００４４】
図６は、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０を基礎部９７に固定している前記保持部材１５を示す斜視図である。この保持部材１５は、図４に示した保持部材１３と同様に光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０の円周部を囲んで保持する円弧状部と、この円弧状部の両側に延出してねじ止めされるねじ止め部と有し、円弧状部に保護管１０を保持し、ねじ１５ａ、１５ｂでねじ止め部を基礎部９７に固定することにより、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、同図に示すように、保持部材１５およびねじ１５ａ、１５ｂにより基礎部９７に固定されている。
【００４５】
図７は、図１に示した衝撃検知システムの電気回路図である。同図に示すように、スタートセンサ３とエンドセンサ５の間で防護フェンス２１に沿って張り巡らされ保護管１０内に挿入された光ファイバケーブル１は、２本の光ファイバ１ａ、１ｂで構成されている。すなわち、測定器７の出力光信号Ａは、スタートセンサ３に入力され、このスタートセンサ３で２つに分けられ、一方の光信号Ｂ１は、一方の光ファイバ１ａに入力され、他方の光信号Ｂ２は、他方の光ファイバ１ｂに入力された後、スタートセンサ３からの両光信号Ｂ１、Ｂ２は、光ファイバケーブル１の光ファイバ１ａ、１ｂ内を防護フェンス２１に沿って遠端部まで伝播された後、遠端部でＵターンし、基礎部９７に沿って元に戻るように伝播して、エンドセンサ５に入力し、エンドセンサ５で１つの光信号に合成され、エンドセンサ５から１つの出力光信号Ｃとして測定器７に入力される。
【００４６】
図８は、上述したように、測定器７からの光信号がスタートセンサ３を介して光ファイバケーブル１を防護フェンス２１、基礎部９７に沿って伝播し、エンドセンサ５を介して測定器７に戻る場合における各部の光信号の波形を示す波形図である。なお、この波形図は、崖９１から落石９３がなく、従って防護フェンス２１や基礎部９７が衝撃を受けず、光ファイバケーブル１が静止している場合の波形を「（ａ）振動がない場合」として図示し、また崖９１からの落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７が振動し、光ファイバケーブル１が振動を受けた場合の波形を「（ｂ）振動がある場合」として図示している。
【００４７】
まず、図８の信号波形図において、「（ａ）振動がない場合」について説明する。測定器７の出力光信号Ａが、同図（ａ‐１）に示すように、例えば正常な正弦波であると、この正弦波の光信号Ａは、スタートセンサ３で２つに分配され、スタートセンサ３から同図（ａ‐２）、（ａ‐３）に示すように同じ２つの正弦波の出力光信号Ｂ１、Ｂ２として出力され、光ファイバケーブル１の光ファイバ１ａ、１ｂにそれぞれ入力される。
【００４８】
光ファイバケーブル１は、同図の（ａ）振動がない場合には、振動を受けず、静止しているので、光ファイバ１a、１ｂを伝播する２つの正弦波の光信号B１、B２は、振動の影響を受けず、従って２つの正弦波の光信号B１、B２の間に位相差も生じることなく、光ファイバケーブル１を一周し、同じ正弦波の光信号Ｂ１、Ｂ２としてエンドセンサ５に入力され、エンドセンサ５において１つの光信号に合成され、同図（ａ‐４）に示すように、エンドセンサ５から１つの出力光信号Ｃとして測定器７に入力される。
【００４９】
測定器７は、エンドセンサ５から光信号Cを受信すると、この光信号Cと先に出力した光信号Aとに基づいて、具体的には、光信号Aから光信号Cを減算した同図（ａ‐５）に示すような結果に基づいて崖９１から落石９３があったか否かの判定、すなわち崖９１からの落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７が振動し、これにより光ファイバケーブル１も振動したか否かの判定を行う。今の説明の「（ａ）振動がない場合」には、同図（ａ‐５）に示すように、光信号Aから光信号Cを減算した結果は、「０」となるので、崖９１からの落石９３は、なかったものと判定される。
【００５０】
一方、同図の「（ｂ）振動がある場合」には、測定器７から同図（ｂ‐１）に示すようにスタートセンサ３に入力された正弦波の光信号Aは、スタートセンサ３で２つの正弦波の光信号Ｂ１、Ｂ２として分配され、光ファイバケーブル１の光ファイバ１ａ、１ｂにそれぞれ入力され光ファイバケーブル１を伝播するが、この伝播の途中において崖９１から落石９３があり、この落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７を振動させ、これにより保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１も振動した場合には、別々の光ファイバ１ａ、１ｂを通る２つの光信号に位相差が生じ、同図（ｂ‐２）、（ｂ‐３）に示すように位相差のある２つの光信号Ｂ１、Ｂ２としてエンドセンサ５に入力される。
【００５１】
エンドセンサ５が、このように位相差のある２つの光信号Ｂ１、Ｂ２を合成すると、この２つの光信号は位相差のところで互いに加減算して打ち消し合うように合成され、この結果、エンドセンサ５の出力は、この図８の（ｂ‐４）においては、「０」となる。この「０」となったエンドセンサ５の出力光信号Cは、測定器７に入力される。
【００５２】
測定器７は、エンドセンサ５から「０」の光信号Cを受信すると、この光信号Cと先に出力した光信号Aとに基づいて、すなわち上述したように光信号Aから光信号Cを減算した結果に基づいて崖９１から落石９３があったか否かの判定を行う。今の説明の「（ｂ）振動がある場合」には、正弦波の光信号Aから「０」の光信号Cを減算した結果は、同図（ｂ‐５）に示すように、正弦波となるので、崖９１から落石９３があったものとの判定、すなわち崖９１からの落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７が振動し、これにより保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１も振動し、この信号した光ファイバケーブル１を構成する２本の光ファイバ１a、１ｂを伝播する２つの光信号に位相差が生じたものとの判定を行う。
【００５３】
なお、測定器７から光ファイバケーブルに光信号を入力した時点から測定器７において位相差を検知した時点までの時間を測定することにより、落石９３があった場所も検知することができる。
【００５４】
図９は、保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１の構成を示す図である。同図に示すように、光ファイバケーブル１は、周囲を例えばビニールなどの鞘（シース、または防食層ともいう）１ｓで被覆された多芯の、すなわち４０芯の光ファイバケーブル（例えば、４０ＳＭ‐ＷＢＢ）で構成されるとともに、その中心に鋼芯（テンションメンバともいい、鋼線のほか、ＦＲＰやアラミド繊維等が適宜用いられる）１ｄが配設されている。４０芯の光ファイバケーブル１は、同図に示すように、８芯ずつまとめたものを５組設けて構成され、この５組と鋼芯１ｄの間は隙間材などを充填されている。このように構成される光ファイバケーブル１の４０芯のうちの２本を前記光ファイバ１ａ、１ｂとして使用しているが、この２本の光ファイバ１ａ、１ｂは、同図に示すように、離れた位置にある２本の光ファイバを使用している。
【００５５】
このように離れた位置にある２本の光ファイバ１ａ、１ｂを使用することにより、上述したように、保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１が落石９３などの衝撃で振動した場合に、互いに離れた位置にある２本の光ファイバ１ａ、１ｂが衝撃を受けるタイミングが異なることになり、これにより２本の光ファイバ１ａ、１ｂを伝播する２つの光信号に位相差が発生するのである。従って、この位相差を検知することにより、落石９３の有無を感度良く検知することができるのである。
【００５６】
なお、前記実施形態において、基礎部９７は、所定の高さ、長さをもって連続的に構築されているが、本発明は、このような基礎部に限られるものでなく、例えば地面に部分的に埋設されたコンクリートで構築されたものでもよいものである。また、防護フェンス２１は、金網などで構成されているが、本発明は、これに限定されるものでなく、棒状部材を組み合わせて構成してもよいものである。離隔部材１１や保持部材１３、１５は、上述したようなものに限らず、上述した機能を有するものであれば、任意のものを使用し得るものである。
【００５７】
更に、本発明の衝撃検知システムは、崖９１に沿って走っているような道路に設置されるものに限定されず、また衝撃物も落石などに限定されるものでなく、例えば重要な建物、施設、区域、場所などを防護するために設けられている防護フェンスにも適用し得るし、また落石などの代わりに強風で飛んでくる瓦や看板などから防護するためにも適用し得るものである。
【符号の説明】
【００５８】
1 光ファイバケーブル
１ａ、１ｂ 光ファイバ
3 スタートセンサ
５ エンドセンサ
７ 測定器
１０ 保護管
１１ 離隔部材
１３、１５ 保持部材
１７ 枠状部材
２１ 防護フェンス
９１ 崖
９２ 道路
９３ 落石
９７ 基礎部
９９ 支柱
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば崖の下を走っている道路において崖から落下してくる落石などの衝撃物を防ぐ防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らして、この衝撃物の落下による衝撃を検知する衝撃検知システムおよび該衝撃検知システムを使用した衝撃検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、道路の一方の側が上方に切り立った山などの崖になっているようなところでは、崖からの落石が道路上の通行人や車両などに当たらないように道路の一方の側縁と崖との間に防護フェンスが敷設されている。この防護フェンスは、所定の間隔で基礎部の上に固定的に立設された複数の支柱の間に張り渡されて固定されている。なお、防護フェンスは、崖からの落石が防護フェンスに当たったとしても、支柱から簡単に取れないように支柱の崖側の側面、すなわち落石が衝突する側の側面にボルトなどで固定されている。
【０００３】
このように敷設されている防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らせることにより、この光ファイバケーブルで崖からの落石を検知することができる。更に詳しくは、崖からの落石が防護フェンスに当たり、その衝撃により防護フェンスが振動すると、光ファイバケーブルも防護フェンスとともに振動するが、この光ファイバケーブルの振動により光ファイバケーブル内を伝播する光信号の位相が変化するので、この位相の変化を検知することにより落石を検知することができる（非特許文献１参照）。また、光ファイバケーブルに光信号を入力した時点から位相の変化を検知した時点までの時間を測定することにより、落石があった場所も検知することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】土木学会 第62回年次 学術講演会 平成19年9月13日 「光ファイバケーブルによる落石検知システム」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らせて、落石を検知する従来の方法においては、光ファイバケーブルを鋼管や可撓管などの保護管で保護されてから防護フェンスに例えばインシュロックなどで固定しているが、防護フェンスは、金網で構成されているものであるため、例えば風によって簡単に揺れてしまい、この揺れにより防護フェンスの金網に固定された光ファイバケーブルも揺れ、光ファイバケーブルはこの揺れによる振動を検知することになる。
【０００６】
ところで、上述した風による揺れが度を過ぎて強くない通常の風によるものである場合には、この通常の風による振動を光ファイバケーブルが検知したとしても、検知した振動波形の大きさから落石による振動でなく、通常の風による振動であると判断することができ、これを除外することができるが、通常の風よりも一段と強い風、例えば海沿いの地域で台風に近い風速の風が常時吹いているような場合には、この強い風による振動を光ファイバケーブルが検知し、この検知した振動波形が大きく、落石による振動と区別できず、落石によるものと誤判定してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、強い風による振動を検知せず、落石などによる衝撃のみを適確に検知し得る衝撃検知システムおよび該衝撃検知システムを使用した衝撃検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、請求項１記載の衝撃検知システムは、所定の間隔で基礎部の上に固定的に立設された複数の支柱の間に張り渡されて衝撃物の衝撃を防護する防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らして衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知システムであって、衝撃物が防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルに衝突したときの防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を光ファイバケーブルが防護フェンスに接触することなく振動で検知するように光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させずに支柱に固定する固定手段を有することを要旨とする。
【０００９】
請求項１記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは固定手段で防護フェンスに接触しないように支柱に固定されて、防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を防護フェンスに接触することなく振動で検知するため、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、従ってこの風による振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１０】
請求項２記載の衝撃検知システムは、前記固定手段が、支柱の根本寄りの下部において光ファイバケーブルを固定することを要旨とする。
【００１１】
請求項２記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは支柱の根本寄りの下部に固定されるため、防護フェンスが台風並みの強い風で揺れ、これにより仮に支柱も先端が揺れたとしても、その根本寄りの下部はほとんど揺れることがなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１２】
請求項３記載の光ファイバケーブルは、前記固定手段が、基端部が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して防護フェンスに接触しないように延出した離隔部材と、この離隔部材の先端部において光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させないように固定的に保持する保持部材とを有することを要旨とする。
【００１３】
請求項３記載の光ファイバケーブルにあっては、固定手段は支柱に基端部が固定され、先端部が防護フェンスに接触しないように延出し、この先端部において光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させないように固定的に保持しているため、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れによる振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１４】
また、前記離隔部材が、基端面が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して延出した棒状部材または基端部が直角に短く折曲し、この短く折曲した折曲部が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して延出した棒状部材または一辺が支柱に密接するように固定され、前記一辺に対向する他辺が先端部として支柱から離隔して延出した矩形の枠状部材を有することを要旨とする。
【００１５】
つまり、離隔部材が棒状部材または基端部が短く折曲した棒状部材または矩形の枠状部材であって、これらの先端部が支柱から離隔しているため、防護フェンスが台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００１６】
請求項４記載の衝撃検知システムは、前記支柱が立設された基礎部が、所定の高さをもって所定の長さ防護フェンスの下部に連続的に堅固に構築された構造物であり、前記光ファイバケーブルは、衝撃物が基礎部に衝突したときの基礎部への衝撃を基礎部の振動により検知し得るように基礎部の下部寄りの部分に防護フェンスに沿って固定的に取り付けられていることを要旨とする。
【００１７】
請求項４記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは基礎部の下部寄りの部分に防護フェンスに沿って固定的に取り付けられ、衝撃物が基礎部に衝突したときの基礎部への衝撃を基礎部の振動により検知するため、落石などの衝撃物が基礎部に衝突した時の衝撃も適確に検出することができる。
【００１８】
また、前記光ファイバケーブルで検知した光信号に基づき衝撃物が衝突した位置を検出することができることを要旨とする。
【００１９】
つまり、光ファイバケーブルで検知した光信号に基づき衝撃物が衝突した位置を検出することができるため、例えば衝撃物を迅速に除去したり、または衝撃物の衝突により例えば破損した防護フェンスを迅速に修理することができる。
【００２０】
請求項５記載の衝撃検知システムは、前記防護フェンスおよび光ファイバケーブルが、支柱の、衝撃物による衝撃が加わる衝撃側の側面に固定的に取り付けられることを要旨とする。
【００２１】
請求項５記載の衝撃検知システムにあっては、防護フェンスおよび光ファイバケーブルが支柱の、衝撃物による衝撃が加わる衝撃側の側面に固定的に取り付けられるため、仮に防護フェンスに衝撃物が衝突したとしても、防護フェンスは容易に取り外れないし、また光ファイバケーブルに衝撃物が仮に直接衝突した場合には、衝撃物の衝撃を直接かつ確実に検知することができる。
【００２２】
請求項６記載の衝撃検知システムは、前記光ファイバケーブルが、保護管に入れられ保護されてから防護フェンスから離隔して沿うように張り巡らされ、固定手段により保護管の上から支柱に固定されることを要旨とする。
【００２３】
請求項６記載の衝撃検知システムあっては、光ファイバケーブルは保護管に入れられ保護されてから防護フェンスに沿って張り巡らされ、固定手段により保護管の上から支柱に固定されるため、光ファイバケーブルは振動などで引っ張られても切れにくい。
【００２４】
請求項７記載の衝撃検知システムは、前記光ファイバケーブルが、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されることを要旨とする。
【００２５】
請求項７記載の衝撃検知システムにあっては、光ファイバケーブルは多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されるため、光ファイバケーブルに落石などの衝撃物からの衝撃が加わった場合に、２本の光ファイバに位相差が明確に発生し、衝撃の有無を適確に検知することができる。
【００２６】
請求項８記載の衝撃検知方法は、請求項１記載の衝撃検知システムを使用して、衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知方法であって、防護フェンスに接触しないように光ファイバケーブルを支柱の根本寄りの下部に固定しながら防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らし、この光ファイバケーブルの一端から光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端から出力される光信号を受信し、前記入力した光信号と受信した光信号とに基づいて防護フェンスへの衝撃物の衝撃を検知することを要旨とする。
【００２７】
請求項８記載の衝撃検知方法にあっては、防護フェンスに接触しないように光ファイバケーブルを支柱の根本寄りの下部に固定しながら防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らし、光ファイバケーブルに光信号を入力して防護フェンスへの衝撃物の衝撃を検知するため、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、従ってこの風による振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００２８】
また、支柱が所定の高さをもって所定の長さ防護フェンスの下部に連続的に堅固に構築された基礎部の上に固定的に立設され、前記光ファイバケーブルは、防護フェンスに沿って手前から遠端部まで張り巡らされた後、遠端部でＵターンして遠端部から手前に向かって基礎部の下部寄りの部分に基礎部に沿って固定的に取り付けられ、基礎部への衝撃物の衝撃も検知するようになっていることを要旨とする。
【００２９】
つまり、支柱は基礎部の上に固定的に立設され、光ファイバケーブルは防護フェンスに沿って遠端部まで張り巡らされた後、遠端部でＵターンして基礎部の下部寄りの部分に固定的に取り付けられ、基礎部への衝撃物の衝撃も検知するため、落石などの衝撃物が基礎部に衝突した時の衝撃も適確に検出することができる。
【００３０】
請求項９記載の衝撃検知方法は、前記光ファイバケーブルが、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の離れた位置にある２本の光ファイバで構成され、光ファイバケーブルの一端において前記２本の離れた位置にある光ファイバの両方に同時に同じ光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端において２本の光ファイバから出力される光信号の位相差に基づいて衝撃物の衝撃の有無を検知することを要旨とする。
【００３１】
請求項９記載の衝撃検知方法にあっては、光ファイバケーブルが多数の光ファイバをまとめた多芯光ファイバケーブルの中の離れた位置にある２本の光ファイバで構成され、光ファイバケーブルの一端において２本の離れた位置にある光ファイバの両方に光信号を入力し、その位相差に基づいて衝撃物の衝撃の有無を検知するため、光ファイバケーブルに落石などの衝撃物からの衝撃が加わった場合に、２本の光ファイバに位相差が明確に発生し、衝撃の有無を適確に検知することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、光ファイバケーブルは固定手段で防護フェンスに接触しないように支柱に固定されて、防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を防護フェンスに接触することなく振動で検知するので、防護フェンスが例えば台風並みの強い風で揺れたりしても、この揺れにより光ファイバケーブルは影響されず、従ってこの風による振動を落石などの衝撃物による衝撃であると誤検知することなく、落石などによる真の衝撃のみを適確に検知することができる。
【００３３】
本発明によれば、光ファイバケーブルは多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されるので、光ファイバケーブルに落石などの衝撃物からの衝撃が加わった場合に、２本の光ファイバに位相差が明確に発生し、衝撃の有無を適確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係わる衝撃検知システムの全体的構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す衝撃検知システムを設置した基礎部、支柱、道路、崖の関係を分かり易く示した断面図である。
【図３】図１に示す衝撃検知システムに使用されている離隔部材を拡大して示す斜視図である。
【図４】図３に示す離隔部材を示す側面図である。
【図５】図１に示す衝撃検知システムに使用され得る離隔部材の別の構成を拡大して示す枠状部材の斜視図である。
【図６】図１に示す衝撃検知システムに使用されている保持部材を拡大して示す斜視図である。
【図７】図１に示した衝撃検知システムの電気回路図である。
【図８】図７に示す電気回路を持った図１に示す衝撃検知システムにおける各部の信号の波形を示す波形図である。
【図９】図１に示す衝撃検知システムに使用されている光ファイバケーブルの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係わる衝撃検知システムの全体的構成および設置状態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す衝撃検知システムを設置した基礎部、支柱、道路、崖の関係を分かり易く示した断面図である。
【００３７】
本実施形態の衝撃検知システムは、図１、２に示すように、例えば崖９１の下を走っている道路９２に崖９１からの落石９３が落ち込まないように防護すべく道路９２と崖９１との間に敷設された落石防護柵９５を構成する基礎部９７と支柱９９に固定的に取り付けられ、崖９１からの落石９３が基礎部９７や支柱９９に当たった場合の衝撃を検知する光ファイバケーブルを保護するように内包した鋼管や可撓管などからなる保護管１０を有し、この保護管１０内に図３〜６に示すように光ファイバケーブル１が挿入され保護されている。なお、光ファイバケーブル１は、図９で後述するように、鞘１ｓで被覆された多芯光ファイバケーブルのうちの２本の光ファイバ１ａ、１ｂを使用して構成されている。
【００３８】
光ファイバケーブル１を保護するように挿入された保護管１０は、崖９１と道路９２との間に道路９２に沿って長く設置された基礎部９７の上に所定の間隔で立設された複数の支柱９９に３〜８ｃｍ程度の長さの離隔部材１１を介して図１において手前から遠端に向かって順次取り付けられ、最後の支柱９９を終わった遠端部でＵターンして、元に戻るように基礎部９７に適当な間隔で固定的に取り付けられている。そして、このようにＵターンして迂回するように複数の支柱９９と基礎部９７に取り付けられた保護管１０内に挿入されている光ファイバケーブル１は、その一端がスタートセンサ３に接続され、他端がエンドセンサ５に接続され、このスタートセンサ３とエンドセンサ５は、測定器７に接続されている。
【００３９】
光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、基礎部９７の上に立設された各支柱９９の根本寄りの下部の側面、すなわち崖９１に面する側の側面に取り付けられた棒状の離隔部材１１の先端部寄りの部分に保持部材１３により固定されている。また、基礎部９７においては、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、基礎部９７の下部寄りの部分に保持部材１５により固定されている。
【００４０】
また、複数の支柱９９の間には、金網などからなる防護フェンス２１が全体にわたって張り渡されて、支柱９９に固定され、これにより崖９１からの落石９３が道路９２の上に落ち込まないようになっている。なお、防護フェンス２１は、崖９１からの落石９３が当たった場合に簡単に取れないように支柱９９の崖側の側面、すなわち崖９１からの落石９３が衝突する側の側面にボルトなどにより固定されている。
【００４１】
前記離隔部材１１、すなわち保護管１０を支柱９９に取り付けている離隔部材１１は、図３および４に拡大して示すように、基端面がねじ１１ａ（図４）により支柱９９に固定された棒状部材であり、この棒状の離隔部材１１の先端部の上に光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０が保持部材１３およびねじ１３ａ、１３ｂにより固定的に保持されている。このように取り付けられることにより、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、支柱９９および支柱９９の崖側の側面に固定された防護フェンス２１から離隔して接触しないようになっていて、これにより防護フェンス２１が風などにより揺れたり、振動したとしても、保護管１０、ひいては保護管１０内に挿入されている光ファイバケーブル１は揺れたり、振動せず、これにより後述するように風などによる揺れや振動を落石の衝撃と誤判定しないようになっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、離隔部材１１を用いて、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０を防護フェンス２１から離隔して接触しないように固定しているが、本発明は、このような構造の離隔部材１１に限定されるものでなく、例えば基端部が直角に短く折曲し、この短く折曲した折曲部が支柱９９に固定的に取り付けられ、先端部が支柱９９から離隔して延出した棒状部材または一辺が支柱に密接するように固定され、この一辺に対向する他辺が先端部として支柱から離隔して延出した矩形の枠状部材などでもよいものである。
【００４３】
図５は、このような矩形の枠状部材の構造を示す側面図である。同図に示す枠状部材１７は、矩形の一辺１７ａが支柱９９に密接して、ねじ１８ａ、１８ｂにより固定され、この一辺１７ａに対向する他辺１７ｂに光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０が保持部材１９およびねじ１９ａ、１９ｂにより保持されている。なお、この保護管１０が保持されている他辺１７ｂは、支柱９９および支柱９９に固定された防護フェンス２１から２〜５ｃｍ離隔していて、防護フェンス２１が風などで揺れたり、振動したとしても、防護フェンス２１が保護管１０に接触せず、従って防護フェンス２１の揺れや振動で保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１が揺れたり振動せず、これにより風などによる揺れや振動を落石の衝撃と誤判定しないようになっている。
【００４４】
図６は、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０を基礎部９７に固定している前記保持部材１５を示す斜視図である。この保持部材１５は、図４に示した保持部材１３と同様に光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０の円周部を囲んで保持する円弧状部と、この円弧状部の両側に延出してねじ止めされるねじ止め部と有し、円弧状部に保護管１０を保持し、ねじ１５ａ、１５ｂでねじ止め部を基礎部９７に固定することにより、光ファイバケーブル１を挿入された保護管１０は、同図に示すように、保持部材１５およびねじ１５ａ、１５ｂにより基礎部９７に固定されている。
【００４５】
図７は、図１に示した衝撃検知システムの電気回路図である。同図に示すように、スタートセンサ３とエンドセンサ５の間で防護フェンス２１に沿って張り巡らされ保護管１０内に挿入された光ファイバケーブル１は、２本の光ファイバ１ａ、１ｂで構成されている。すなわち、測定器７の出力光信号Ａは、スタートセンサ３に入力され、このスタートセンサ３で２つに分けられ、一方の光信号Ｂ１は、一方の光ファイバ１ａに入力され、他方の光信号Ｂ２は、他方の光ファイバ１ｂに入力された後、スタートセンサ３からの両光信号Ｂ１、Ｂ２は、光ファイバケーブル１の光ファイバ１ａ、１ｂ内を防護フェンス２１に沿って遠端部まで伝播された後、遠端部でＵターンし、基礎部９７に沿って元に戻るように伝播して、エンドセンサ５に入力し、エンドセンサ５で１つの光信号に合成され、エンドセンサ５から１つの出力光信号Ｃとして測定器７に入力される。
【００４６】
図８は、上述したように、測定器７からの光信号がスタートセンサ３を介して光ファイバケーブル１を防護フェンス２１、基礎部９７に沿って伝播し、エンドセンサ５を介して測定器７に戻る場合における各部の光信号の波形を示す波形図である。なお、この波形図は、崖９１から落石９３がなく、従って防護フェンス２１や基礎部９７が衝撃を受けず、光ファイバケーブル１が静止している場合の波形を「（ａ）振動がない場合」として図示し、また崖９１からの落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７が振動し、光ファイバケーブル１が振動を受けた場合の波形を「（ｂ）振動がある場合」として図示している。
【００４７】
まず、図８の信号波形図において、「（ａ）振動がない場合」について説明する。測定器７の出力光信号Ａが、同図（ａ‐１）に示すように、例えば正常な正弦波であると、この正弦波の光信号Ａは、スタートセンサ３で２つに分配され、スタートセンサ３から同図（ａ‐２）、（ａ‐３）に示すように同じ２つの正弦波の出力光信号Ｂ１、Ｂ２として出力され、光ファイバケーブル１の光ファイバ１ａ、１ｂにそれぞれ入力される。
【００４８】
光ファイバケーブル１は、同図の（ａ）振動がない場合には、振動を受けず、静止しているので、光ファイバ１a、１ｂを伝播する２つの正弦波の光信号B１、B２は、振動の影響を受けず、従って２つの正弦波の光信号B１、B２の間に位相差も生じることなく、光ファイバケーブル１を一周し、同じ正弦波の光信号Ｂ１、Ｂ２としてエンドセンサ５に入力され、エンドセンサ５において１つの光信号に合成され、同図（ａ‐４）に示すように、エンドセンサ５から１つの出力光信号Ｃとして測定器７に入力される。
【００４９】
測定器７は、エンドセンサ５から光信号Cを受信すると、この光信号Cと先に出力した光信号Aとに基づいて、具体的には、光信号Aから光信号Cを減算した同図（ａ‐５）に示すような結果に基づいて崖９１から落石９３があったか否かの判定、すなわち崖９１からの落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７が振動し、これにより光ファイバケーブル１も振動したか否かの判定を行う。今の説明の「（ａ）振動がない場合」には、同図（ａ‐５）に示すように、光信号Aから光信号Cを減算した結果は、「０」となるので、崖９１からの落石９３は、なかったものと判定される。
【００５０】
一方、同図の「（ｂ）振動がある場合」には、測定器７から同図（ｂ‐１）に示すようにスタートセンサ３に入力された正弦波の光信号Aは、スタートセンサ３で２つの正弦波の光信号Ｂ１、Ｂ２として分配され、光ファイバケーブル１の光ファイバ１ａ、１ｂにそれぞれ入力され光ファイバケーブル１を伝播するが、この伝播の途中において崖９１から落石９３があり、この落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７を振動させ、これにより保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１も振動した場合には、別々の光ファイバ１ａ、１ｂを通る２つの光信号に位相差が生じ、同図（ｂ‐２）、（ｂ‐３）に示すように位相差のある２つの光信号Ｂ１、Ｂ２としてエンドセンサ５に入力される。
【００５１】
エンドセンサ５が、このように位相差のある２つの光信号Ｂ１、Ｂ２を合成すると、この２つの光信号は位相差のところで互いに加減算して打ち消し合うように合成され、この結果、エンドセンサ５の出力は、この図８の（ｂ‐４）においては、「０」となる。この「０」となったエンドセンサ５の出力光信号Cは、測定器７に入力される。
【００５２】
測定器７は、エンドセンサ５から「０」の光信号Cを受信すると、この光信号Cと先に出力した光信号Aとに基づいて、すなわち上述したように光信号Aから光信号Cを減算した結果に基づいて崖９１から落石９３があったか否かの判定を行う。今の説明の「（ｂ）振動がある場合」には、正弦波の光信号Aから「０」の光信号Cを減算した結果は、同図（ｂ‐５）に示すように、正弦波となるので、崖９１から落石９３があったものとの判定、すなわち崖９１からの落石９３が防護フェンス２１や基礎部９７に衝突して、防護フェンス２１や基礎部９７が振動し、これにより保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１も振動し、この信号した光ファイバケーブル１を構成する２本の光ファイバ１a、１ｂを伝播する２つの光信号に位相差が生じたものとの判定を行う。
【００５３】
なお、測定器７から光ファイバケーブルに光信号を入力した時点から測定器７において位相差を検知した時点までの時間を測定することにより、落石９３があった場所も検知することができる。
【００５４】
図９は、保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１の構成を示す図である。同図に示すように、光ファイバケーブル１は、周囲を例えばビニールなどの鞘（シース、または防食層ともいう）１ｓで被覆された多芯の、すなわち４０芯の光ファイバケーブル（例えば、４０ＳＭ‐ＷＢＢ）で構成されるとともに、その中心に鋼芯（テンションメンバともいい、鋼線のほか、ＦＲＰやアラミド繊維等が適宜用いられる）１ｄが配設されている。４０芯の光ファイバケーブル１は、同図に示すように、８芯ずつまとめたものを５組設けて構成され、この５組と鋼芯１ｄの間は隙間材などを充填されている。このように構成される光ファイバケーブル１の４０芯のうちの２本を前記光ファイバ１ａ、１ｂとして使用しているが、この２本の光ファイバ１ａ、１ｂは、同図に示すように、離れた位置にある２本の光ファイバを使用している。
【００５５】
このように離れた位置にある２本の光ファイバ１ａ、１ｂを使用することにより、上述したように、保護管１０に挿入された光ファイバケーブル１が落石９３などの衝撃で振動した場合に、互いに離れた位置にある２本の光ファイバ１ａ、１ｂが衝撃を受けるタイミングが異なることになり、これにより２本の光ファイバ１ａ、１ｂを伝播する２つの光信号に位相差が発生するのである。従って、この位相差を検知することにより、落石９３の有無を感度良く検知することができるのである。
【００５６】
なお、前記実施形態において、基礎部９７は、所定の高さ、長さをもって連続的に構築されているが、本発明は、このような基礎部に限られるものでなく、例えば地面に部分的に埋設されたコンクリートで構築されたものでもよいものである。また、防護フェンス２１は、金網などで構成されているが、本発明は、これに限定されるものでなく、棒状部材を組み合わせて構成してもよいものである。離隔部材１１や保持部材１３、１５は、上述したようなものに限らず、上述した機能を有するものであれば、任意のものを使用し得るものである。
【００５７】
更に、本発明の衝撃検知システムは、崖９１に沿って走っているような道路に設置されるものに限定されず、また衝撃物も落石などに限定されるものでなく、例えば重要な建物、施設、区域、場所などを防護するために設けられている防護フェンスにも適用し得るし、また落石などの代わりに強風で飛んでくる瓦や看板などから防護するためにも適用し得るものである。
【符号の説明】
【００５８】
1 光ファイバケーブル
１ａ、１ｂ 光ファイバ
3 スタートセンサ
５ エンドセンサ
７ 測定器
１０ 保護管
１１ 離隔部材
１３、１５ 保持部材
１７ 枠状部材
２１ 防護フェンス
９１ 崖
９２ 道路
９３ 落石
９７ 基礎部
９９ 支柱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で基礎部の上に固定的に立設された複数の支柱の間に張り渡されて衝撃物を防ぐ防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らして衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知システムであって、
衝撃物が防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルに衝突したときの防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を光ファイバケーブルが防護フェンスに接触することなく振動で検知可能に当該光ファイバケーブルを前記支柱に固定する固定手段を有することを特徴とする衝撃検知システム。
【請求項２】
前記固定手段は、支柱の根本寄りの下部において光ファイバケーブルを固定することを特徴とする請求項１記載の衝撃検知システム。
【請求項３】
前記固定手段は、基端部が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して防護フェンスに接触しないように延出した離隔部材と、この離隔部材の先端部において光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させないように固定的に保持する保持部材とを有することを特徴とする請求項１または２記載の衝撃検知システム。
【請求項４】
前記光ファイバケーブルは、衝撃物が基礎部に衝突したときの基礎部への衝撃を基礎部の振動により検知し得るように基礎部の下部寄りの部分に防護フェンスに沿って固定的に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の衝撃検知システム。
【請求項５】
前記防護フェンスおよび光ファイバケーブルは、支柱の、衝撃物による衝撃が加わる衝撃側の側面に固定的に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の衝撃検知システム。
【請求項６】
前記光ファイバケーブルは、保護管に入れられ保護されてから防護フェンスから離隔して沿うように張り巡らされ、固定手段により保護管の上から支柱に固定されることを特徴とする請求項５に記載の衝撃検知システム。
【請求項７】
前記光ファイバケーブルは、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されることを特徴とする請求項６に記載の衝撃検知システム。
【請求項８】
請求項１記載の衝撃検知システムを使用して、衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知方法であって、
防護フェンスに接触しないように光ファイバケーブルを支柱の根本寄りの下部に固定しながら防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らし、
この光ファイバケーブルの一端から光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端から出力される光信号を受信し、前記入力した光信号と受信した光信号とに基づいて防護フェンスへの衝撃物の衝撃を検知する
ことを特徴とする衝撃検知方法。
【請求項９】
前記光ファイバケーブルは、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の離れた位置にある２本の光ファイバで構成され、光ファイバケーブルの一端において前記２本の離れた位置にある光ファイバの両方に同時に同じ光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端において２本の光ファイバから出力される光信号の位相差に基づいて衝撃物の衝撃の有無を検知することを特徴とする請求項８記載の衝撃検知方法。
【請求項１】
所定の間隔で基礎部の上に固定的に立設された複数の支柱の間に張り渡されて衝撃物を防ぐ防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らして衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知システムであって、
衝撃物が防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルに衝突したときの防護フェンス、支柱または光ファイバケーブルへの衝撃を光ファイバケーブルが防護フェンスに接触することなく振動で検知可能に当該光ファイバケーブルを前記支柱に固定する固定手段を有することを特徴とする衝撃検知システム。
【請求項２】
前記固定手段は、支柱の根本寄りの下部において光ファイバケーブルを固定することを特徴とする請求項１記載の衝撃検知システム。
【請求項３】
前記固定手段は、基端部が支柱に固定的に取り付けられ、先端部が支柱から離隔して防護フェンスに接触しないように延出した離隔部材と、この離隔部材の先端部において光ファイバケーブルを防護フェンスに接触させないように固定的に保持する保持部材とを有することを特徴とする請求項１または２記載の衝撃検知システム。
【請求項４】
前記光ファイバケーブルは、衝撃物が基礎部に衝突したときの基礎部への衝撃を基礎部の振動により検知し得るように基礎部の下部寄りの部分に防護フェンスに沿って固定的に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の衝撃検知システム。
【請求項５】
前記防護フェンスおよび光ファイバケーブルは、支柱の、衝撃物による衝撃が加わる衝撃側の側面に固定的に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の衝撃検知システム。
【請求項６】
前記光ファイバケーブルは、保護管に入れられ保護されてから防護フェンスから離隔して沿うように張り巡らされ、固定手段により保護管の上から支柱に固定されることを特徴とする請求項５に記載の衝撃検知システム。
【請求項７】
前記光ファイバケーブルは、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の互いに離れた位置にある２本の光ファイバで構成されることを特徴とする請求項６に記載の衝撃検知システム。
【請求項８】
請求項１記載の衝撃検知システムを使用して、衝撃物の衝撃を検知する衝撃検知方法であって、
防護フェンスに接触しないように光ファイバケーブルを支柱の根本寄りの下部に固定しながら防護フェンスに沿って光ファイバケーブルを張り巡らし、
この光ファイバケーブルの一端から光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端から出力される光信号を受信し、前記入力した光信号と受信した光信号とに基づいて防護フェンスへの衝撃物の衝撃を検知する
ことを特徴とする衝撃検知方法。
【請求項９】
前記光ファイバケーブルは、多数の光ファイバを１本のケーブルとしてまとめた多芯光ファイバケーブルの中の離れた位置にある２本の光ファイバで構成され、光ファイバケーブルの一端において前記２本の離れた位置にある光ファイバの両方に同時に同じ光信号を入力し、光ファイバケーブルの他端において２本の光ファイバから出力される光信号の位相差に基づいて衝撃物の衝撃の有無を検知することを特徴とする請求項８記載の衝撃検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２４８７２７（Ｐ２０１０−２４８７２７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９７１１１（Ｐ２００９−９７１１１）
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（５００１４０１２７）エヌ・ティ・ティ・インフラネット株式会社 (61)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（５００１４０１２７）エヌ・ティ・ティ・インフラネット株式会社 (61)
【Ｆターム（参考）】
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