| 研究課題/領域番号 |
20K05049
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| 研究機関 | 公立千歳科学技術大学 |
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研究代表者 |
江口 真史 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (40232946)
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| 研究分担者 |
木村 秀明 中部大学, 工学部, 教授 (10862302)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 災害状況 / IoTセンサ / 光ファイバ / 電柱倒壊 / 数値シミュレーション / 光ファイバセンサ / POF |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、災害時における電柱等の被害状況を光ファイバと局側設備の接続が確保/切断された場合それぞれに対して、「IoTセンサ」および「光ファイバの伝送特性」を利用した技術の開発およびその適用限界を明らかにすることを目的として進められている。これに対して、令和２年度は下記の２つの課題に取り組む計画を立てた。
課題1)「IoTセンサを利用した技術」: 利用可能なIoTデバイスのデータベース化を行うとともに、システム実現に向けたハードウェア要素技術の検討を行う。また、センサ信号変化と状態検知の関係をAI・データマイニング等による数値シミュレーションにより明らかにする。
課題2)「光ファイバを利用した技術」： 本技術を実現するためのシステムを検討・ 開発し、その適用の可能性、適用限界を数値シミュレーションにより明らかにする。
課題1に関しては、IoTセンサを電柱に取り付ける際に問題となるセンサの方向依存性について、路面の振動を利用した設置方向の推定法を考案し、数値シミュレーションによる分析を進めている。そのために、路面の振動が電柱に伝わるメカニズムを振動シミュレーションにより解析を行い、電柱において振動がコンクリートと空気境界で反射しながら伝わることを明らかにした。
課題２に関しては、POF(プラスチック光ファイバ）をセンサとして利用した場合に必要となる光信号の合分配に必要となるPOF光スプリッターの開発を目的として、数値シミュレーションを用いた分析・設計を進めている。
なお、上記の大規模数値シミュレーションは、購入物品の「パーソナルスパコンNEC A111-1」を使用して行われている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
数値シミュレーションについては、助成金交付から新型コロナ禍の影響などで、調達手続き、発注、納入、その後の機器セットアップに時間を要し、使用できる状態になったのが令和２年年末頃になったため。実験についても、実験機器が新型コロナ禍の影響で、在庫不足などにより納期に時間を要し、予定の実験が進められなかったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
【研究実績の概要】課題１については、システム実現に向けたハードウェア要素技術の検討を行うために、光無給電信号処理システムの実験環境を構築し、利用可能なIoTデバイスの検証・選別を行い、特徴などのデータベース化を進め、最適なIoTセンサーの開発を行う。また、センサーからの信号変化と状態検知の分析を行い、信号と状態のデータの数理解析を進め、状態予測の高精度化の知見を得ることを目指す。また、災害時に想定される光ファイバ切断時に発生するであろうバースト信号の詳細な分析を行い、バーストデータを利用するための技術的な分析・検証を進める。
課題２については、光ファイバの伝送信号の変化、あるいは切断時のバーストデータ信号から電柱の倒壊情報の判定に必要となる判定基準データ、あるいは学習データが必要である。その基礎データを得るための実験環境（スケールダウンモデル）を構築し、さまざまな状況下での信号波形の収集および分析を行う。その一方で、研究目的に合致したセンサとして最適な光ファイバの選定を目的として、電柱倒壊によるファイバ内の光分布の変化などを数値シミュレーションにより解明する。また、大口径マルチモードファイバを利用する場合に必要となる光デバイスの検討も同時に進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナ禍のため、国内外出張が困難だったこと、および納期の遅れで間に合わなかった（その他（実験器具））ため。実験機器、および成果発表、ワークショップの開催ほかの費用に充てる予定。
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