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公開番号2025035943
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023151744
出願日2023-09-01
発明の名称海洋のセキュリティーと可視化システム
出願人個人
代理人
主分類H04B 10/077 20130101AFI20250306BHJP(電気通信技術)
要約【課題】海上、海中、更に海底のセンシングを可能にし、海の中の事象もより把握する新しい海洋セキュリティーと情報収集システム及びセンサシステムを提供する。
【解決手段】センサシステムを用いて、海上、海中又は海底からの信号を集受する方法は情報量の多い海底ケーブルを守るためにセンサを設けることと、更に海洋の種々の情報をセンサにより探知し、海中の様子が可視化することと、更に海洋と陸上の夫々のリアクションや交流による陸上、海上の安全を守るために海中にセンサを置き光ケーブルで情報を常に得られるようにすることと、を含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
海底ケーブルを海中での通信にも利用を可能にするとともに、海底ケーブルの事故を防止するシステムを構築することを特徴とするセンサ付セキュリティーと海洋情報収集システム
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
適切な間隔を置いて配設置された多数の音響センサ、振動センサ、光センサ、磁気センサ、電波センサ、温度センサ、海流センサ、汚染度センサのうち一つあるいはそのうちの何れでも供えたセンサ装置から得られる信号をアナログ信号の場合はＡ／Ｄ変換をなし、Ｄｉｇｉｔａｌ信号の場合は適当な変調信号とし光を変調し、光ファイバーケーブルで信号を伝送し、当該波の発信源を特定ないしは追跡することを特徴とする、振動波、音波による海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項３】
センサ付当該ケーブルを海底ケーブルと並行して敷設することを特徴とする、救難信号、振動波、音波、光、磁気、電波、温度、海流、汚染度何れかによる海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項４】
センサ付当該ケーブルを海底ケーブルと中継器の所で一体化し、海底ケーブルと共に敷設可能としたことを特徴とする、振動波、音波、光、磁気、電波、温度、汚染度、海流何れかによる海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項５】
センサ付当該ケーブルを主海底ケーブルの分岐ケーブルとなし、得られた信号は主海底ケーブルの専用光ファイバーまたはＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒによって回線の空きチャンネルに重畳させ伝送線としては一本化することを特徴とする、振動波、音波、光、磁気、電波、温度、海流、汚染度何れかによる海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項６】
音響センサから得られた信号と振動センサや当該各種センサから得られた信号を対比し、各センサから得られた信号を分析し、信号を識別し、遭難者を含む対象物を特定、選別、判別、追跡することを特徴とする、振動波、音波、光、電波何れかによる海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項７】
音響センサ、振動センサ、光センサ、磁気センサ、電波センサ、温度センサ、海流センサ、汚染度センサ何れかにでもよるセンサから得られる信号をＡＩやコンピュータによって分析し、必要な信号のみを抽出することを特徴とする、振動波、音波、光、磁気、電波、温度、海流、汚染度何れかによる海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項８】
音響センサ、振動センサおよび当該各種センサを備えた光ケーブルシステムと、無人水中潜水艇とを組み合わせて、海底と海中のＴａｒｇｅｔを捕捉することを特徴とする、振動波、音波、光、磁気、電波、温度、海流、汚染度何れかによる海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項９】
音響センサ、振動センサおよび当該各種センサを備えた光ケーブルシステムと、無人潜水艇と、海上船舶とを備えたセンサや送受信装置により、海中、海底、海上のネットワークを構築することを特徴とする、振動波、音波、光、磁気、電波、温度、海流、汚染度、何れかによる海洋セキュリティーと情報収集システム
【請求項１０】
音響センサ、振動センサ、光信号センサ、音波探知機や映像から得られた総合的な情報と、振動波、音波、光、磁気、電波、温度、海流探知装置、汚染度計測装置、センサ装置による海洋セキュリティーと情報収集システム
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
海の中の通信の方式に音波を使ったもの、レーザや光を使ったもの等がある。音波を使ったものは超音波によるものがあるが距離が限られ音の伝達スピードや周波数が電波に比べ低いため情報量も少ない。
また、地球の７割が海と云う広さをカバーする通信は今だ殆んどない。
折角敷設された海底ケーブルが事故や故意によって切断される予想もある。これも防止しなければならない。
光ファイバーケーブルそのものとセンサは確かに安上がりとなりますが、機械的振動とか、曲げとか、周期的反射とかを利用するので、不安定要素も発生し易いし、ノイズともなるし、長距離の安定したセンシングは無理である。従って、主ケーブルとしては使い難い。一部のセンサとしては使える場合もある。
本発明の発信源からのＩＤ信号も受信できないし、はたして、キャピテーション、スクリュー音、環境情報のＣＯ
２
、ＣＨ
４
、Ｏ
２
、Ｐ、温度、放射能、汚染等のセンシングが可能かと云うと無理であり、上記の事象に対するセンシングを行うことが必要であり、光ケーブルを守るとともに上記のセンシングも可能とする。
従って光ケーブルによるセンシングのみでなく多くの他の情報も得ることが出来るとともに、本発明の主題の一つである従来の光ケーブルを守るばかりでなく、人命救助等、更にこれを利用して海中の情報も得ることにより、海中の多くの情報を得るとともに海中を可視化できるメリットが得られる。
上記の方法により、海底ケーブルの防衛が可能となるばかりでなく、海底ケーブルの付加価値が増々増大する。
陸上と同様可視化することが出来るとよい。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
大陸間の通信の９９％は海底ケーブルで行われている重要な通信網である。
ケーブルの本体は石英ガラスで出来た細線の中を光信号がパルス信号となって伝送され、約９０ｋｍ毎に減衰を補う中継器（増幅器）が設置されている。情報量が増すに従って大容量化が進んでいる。現在でも約４００本のケーブルが大陸間に敷設されており、このケーブルの敷設には莫大な費用が掛かっている。一番深い所で８０００ｍの深海もケーブルが連続して敷設されているので、断線や事故にあった時は修復しなければならないが、この個所を突き止めるにも、また防止するにも、引き上げ修復するにも見えない海の中である。
近年、海難事故が頻発し、折角敷設した海底ケーブルの保護、領海の侵入や侵略等が起こっている。海中や深海等はまだまだ未知の所が多い。陸上の汚染は海につながり、また海の環境が陸上に大きく影響を与える。これを改善、明確にすることも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
（別紙１）沖電気の中の参考文献とＮＥＣのレポート等
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の海底ケーブルの保護によって大陸間および海洋横断の通信すなわち国際間の通信の殆どが安全に行われることになるばかりでなく、ケーブルを守り、更に海中の様子も知ることができ、且つ、今迄不明であった広い海中や海底の様子がかなり明確にすることが出来るようになる。
人類が地球を離れ、月や火星に行くことも計画しているが、地球の海中に沈んだ船舶、航空機、ヘリ、また潜水艦等、見つけられない状態であり、海は未開な状態であった。海にすむ動物、植物の行動もよく分っていない。
温暖化等により台風は益々大きくなり、汚染により赤潮の問題、プラスチックごみの問題等、陸地と海洋は結びついている。
日常生活の生命線とも云える情報ネットワークの海底ケーブルを守ることができる。
本発明によって得られるＤａｔａや今後更に敷設される海底ケーブルや無人潜水艇により多くの情報が得られるようになる。海底の情報が得られるに従って多くの資源の開発も促進されることになる。
以上のように単に海中、海上の情報のみならず陸上生活の安全や自然の循環系の情報にも役立つ。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
先発明のＩＤ信号を発生させる振動数や音響デバイスから発するＩＤ信号を受信する海上の船、無人・有人潜水艇により、音響発信デバイスの位置を探り当てることを説明した。
膨大な広さの海の中で発信信号を発見するのは大変である。
然るに海底には海底ケーブルが敷設されているし、今後も敷設される。現在でも４００本以上の約１２０万キロメートルのケーブル網が構築されている。将来的には、人口の多い発展途上国を含め更に需要が広がり、早々大容量化を要求され多くの伸び率が予想される。
また、従来のケーブルを利用するのが難しい場合は、このケーブルに沿って新しくケーブルまたはセンサーケーブルを敷設することにより目的を達するようにする。今後新しく敷設する所、更新する所には海底情報用当該ケーブルを敷設すればよい。
更に、海底ケーブルが切られる事故が発生の折、この原因やどの場所で何によってか等の原因を突き止め防止する必要がある。この目的のため、船舶等のスクリュー音、錨や漁網等の引きずる音、通った船舶等のスクリュー音、エンジン音や回転音、キャピテーション音等を分析、特定できれば被加害者を特定も出来るし、夫々の中継器や分岐ケーブルに取り付けられた夫々のセンサからの情報を追跡することにより、船舶、潜水艇、ステルス移動物、動物、等の特定や移行を追跡することが出来る。未然に防止も可能となる。
実施例として、中継器の増幅器や中継器やセンサの位置ＩＤとともにケーブルを伝って監視ステーションに連絡するよう構成することにより、単に陸上の通信（や電力送電）のみでなく、センサや送受信設備により海中の情報も多数集めることができ、且つ、海の安全、交通安全、空の安全等を守る地球全体の監視機能を設置することができるようになる。また、低気圧や台風、ハリケーン等の海の環境を知ることにより陸上の生活の安全や自然の脅威を減らすことができる。
【発明の効果】
【０００６】
１．海底に敷設されているケーブル、センサ等を利用して種々の情報を送信、受信できる。
２．まず、ケーブルの位置を海の中で正確に知るようになる。
３．ケーブルが切られないように警戒できるようになる。
４．何によってケーブルが切られたか知ることができる。
５．中継器のようにケーブルが途切れる場所、あるいは別途取り付けられる可能性のある部分を利用して種々のセンサを取り付け海中の様子を知ることができる。
６．中継器に分岐を設け、ここに振動音波、映像（カメラ）各種センサを取り付けることができる。勿論、独立したケーブルとセンサを用い、所々に中継器を置くこともできる。
７．ケーブル位置や中継器位置に所在を示すＩＤ信号を取り付け、水中あるいは水上にある船舶や潜水艇により複数の受信を行うか指向性アンテナや水中レーダを用いて方向を探知できるようになる。これにより？が可能となる。
８．単に大陸や地上を結ぶ通信ケーブルとして利用するのではなく、センサや送受信装置により海の中の情報を探知したり伝えたりする発信・受信拠点として利用できるようになる。
９．何らかの理由で海中で発生した活動物（遭難者）との交信が保てるように各センサ信号を探知し、追従するように出来る。
１０．海中の動植物、鉱物との直接・間接の通信を含め発見、追跡ができるようになる。
１１．海底トラフの移動を検知することもできる。
１２．地震予知のための異常振動を検知して、その発生地点、予測される大きさを報知することができる。既に地震計が設置され、このデータをケーブルを介して得ている場合には、更に海中のデータ収集も行えるようにできる。
１３．更に地球環境に影響を及ぼす海水温、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｏ２、海流、汚染および水圧と関係する深さ等のデータを同時に取得し、海水の状態をリアルタイムで取得できるので、海中、海上、陸上で起こる様々な現象を予測することができる。
台風や降雨、海の汚染等、陸上と密接に関係し、今迄、とくに深海等、見過ごされてきた海洋の変化と陸上の影響について新たな情報源として利用できる。
等、当該発明の技術により多数の応用が可能となる等、多くの発展的応用が可能となり海の安全や解明果ては陸上の生活にもに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、従来の海底ケーブルの敷設状況を示す図である。
図２は、従来の海底ケーブルの構成を示す。
図３は、ケーブルの中継器から分岐を出して海底の様子を探るセンサを取り付けた場合を示す。
図４は、海底ケーブルに沿って別途センサケーブルを敷設した場合を示す。
図５は、海中の移動物、人間、船、潜水艇、飛行体、動物等、から発せられたＩＤ信号を追って航跡等を知るため本発明のセンサシステムを用いて、海上、海中、海底からの信号を集受する方法を示す。
図６は、中継器の近くに取り付けたセンサ付振動子、音波、電波、光等の信号を使って、ＩＤのみでなく種々の信号をセンシングする方法を示す。
図７は、探索用無人潜水艇の凡その構造と、水圧に耐える構造を示す。
図８は、深海の水圧の高い所でも動作する音波振動センサの構造や逆に音波振動を電気に変える方法の実施例を示す。
図９は、特定の信号の位置を特定するため夫々のセンサからの信号を受信し、受信信号の到達時間を分析すると発信位置が分かりケーブルを介して信号を伝送することを示す。
図１０は、ｔａｒｇｅｔがどの位置にあるか複数のセンサからの信号で読み取ることができることを示す。移動するｔａｒｇｅｔも捕捉できる。また網目状のセンサにすることにより面で位置を捕捉できる。
図１１は、センサにより受信された信号音や振動音等をＡＩにより自動的に分析するか人間によって判定する内容の説明図である。
図１２は、センサ信号を伝送する場合、センサ信号を単独で伝送するか、周波数多重で伝送するか、別途ケーブルを敷設するかどちらでも出来ることを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明を図に従って説明する。
【０００９】
図１は本発明の振動波、音波による海洋情報収集方式に関して、既に海中に敷設された通信網である別の目的の海底ケーブルの従来の実施例の説明のための図である。
同図のようにケーブルは大陸間の通信に利用されているのみで海底は単に横断のために横たわっているのみである。広い海の中で何処で切られるかも分からない不安な状態であり、また海中では貴重な存在でもあるにも拘らず、海中の役には立っていない。海底ケーブルのみでなく、現在敷設されている海底のトラフやパイプ電力ケーブル等も同様である。
【００１０】
図２はケーブルの中継器を利用して途中で分岐する従来の方式を示す。同方式も海中は素通りで陸上通信のみに利用されている方式である。
（【００１１】以降は省略されています）

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