電力管路は都市における重要なインフラであり、その構造および状態の監視と評価は注目されています。本論文は電力管路の外力破壊監視の問題に対し、減衰補償に基づく光時分割差分曲線分散閾値による振動事象の位置特定手法を提案し、実験により外部破壊事象の位置特定精度を検証しました。本手法は位相感受型光時分割反射システムアーキテクチャに基づいており、外部破壊事象による光ファイバー振動に起因して、その事象位置における光時分割反射曲線の乱れが急激に増加する現象を利用しています。異なる測定系列で得られた光時分割反射曲線の差分を取り、各ファイバー位置に対応する差分ベクトルデータの分散を算出し、分散閾値を設定して外部破壊事象を位置特定します。また、光ファイバーの減衰により距離増加に伴い分散閾値が低下する問題を考慮し、減衰補償アルゴリズムを採用し、光ファイバー上の任意の散乱位置で同一のパルス出力レベルとなるように補正し、減衰が分散閾値に及ぼす影響を修正します。実験ではパルス幅30 ns、ピーク出力30 dBmの光パルスを用い、約25 kmの光ファイバー範囲で±3 mの位置精度を達成しました。電力管路の外力破壊事象は低周波、大きな撹乱、長時間継続の特徴を持ち、提案システムは曲線平均処理によりレイリー散乱フェードノイズを抑制し、光ファイバー減衰補償で散乱信号振幅を補正し、振動事象による光信号の位相変化を検出曲線変動の主因とし、外力破壊事象の漏れや誤報を防ぎます。

電力管路;位相感受型光時分割反射;差分分散アルゴリズム;振動監視;閾値位置特定