JPH0310200A - 貯蔵物の封印／監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、核物質の貯蔵庫、金や有価証券等を保管し
ている銀行の貸金庫など極めて高い防護の必要な場所、
あるいは自動倉庫等での物品の出し入れ等に適用して好
適な貯蔵物の封印／監視装置に係る。特にマトリックス
状に配列されたピット、ラック、バスケット等をもち、
これらに核物質などの物質を貯蔵するようにした貯蔵庫
に適用され、遠隔自動操作によって行われる貯蔵物の移
動や、その移動位置を監視するのに好適な貯蔵物の封印
／監視装置に関する。

［従来の技術］ 貯蔵物が核物質のように高放射性であったり、危険性が
高い場合、あるいは高温であったり、水中保管が必要な
場合は、遠隔操作によって貯蔵物の貯蔵・取り出しが行
われるのが普通である。

たとえば、核燃料物質取扱施設の核物質の貯蔵庫は、多
数の貯蔵ビットをマトリックス状に配列してなるもので
、各貯蔵ピットには、核物質の収められた貯蔵容器が収
納され、しやへい蓋によって封止される（第２図参照）
。そして、収納された核物質の移動（取り出し、補填、
搬送など）は、遠隔操作によって制御されるクレーンや
台車によって自動的に行われるようになっている。

これら貯蔵庫の貯蔵物は、重要、高価、または危険なも
のが多いため、貯蔵状態の現状維持（封じ込め）に関す
る知識の確保および移動の際の情報人手が必須である。

現在主に行われている監視技術は、容器に対する封印の
とりつけ、あるいはＴＶカメラによって貯蔵エリア全体
を監視するものである。また、搬送用のクレーンや台車
の動作を検知し、記録する等の方法によって検査し、貯
蔵物の搬入、搬出を監視する方法も考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の封印、あるいはＴＶカメラに
よる監視には、次のような欠点があった。

まず、封印を貯蔵容器にとりつける場合、容器数が多数
になると、次のような欠点が生じた。

（１）　　封印の取り付は作業のために容器に接近する
ことによる危険の増加。

（２）　封印の信頼度によっては、定期的に取り替えが
必要であり、この際、容器に接近する必要かある。

（３）　封印の取り外し、偽造等が発生しても、次回検
査まで知り得ない。

一方、ＴＶカメラによる監視の欠点は次の通りである。

（１）　確認者または監視者がＴＶモニタを定期的にま
たは常にチエツクしなければならない。

ＴＶモニタには、不要な情報も多く混じっているので、
重要情報の見落とし、確認または検査時間の増加等の問
題があった。

（２）　　ＴＶカメラによって貯蔵エリアを録画し、後
でチエツクする場合は、時間遅れが発生する。よって、
何らかの関連事象が生じても直ちに発見することができ
なかった。

（３）　何らかの関連事象が発生した場合、貯蔵庫にお
ける事象発生位置を確認しなければならな（さが、ＴＶ
モニタによる方法では、録画を初めから見直して探さな
ければならず、多大の時間と労力を要した。

（４）　タンパ−（監視装置の利用者以外の者の作動妨
害、信号のバイパスによるごまかし、データの改ざん等
の不正行為）に対して脆弱であった。これは、ＴＶモニ
タ装置が外部からの干渉に対して弱いためである。

この発明は、このような背景の下になされたもので、上
記の各欠点を解消した貯蔵物の封印／監視装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためにこの発明は、ｍ行×ｎ列のマ
トリックス状に配列されている貯蔵物の貯蔵・取り出し
を監視する貯蔵物の封印／監視装置において、 前記ｍ行の各行の両端位置に対向して設けられた投光手
段および受光手段と、 前記ｎ列の各列の両端位置に対向して設けられた投光手
段および受光手段と、 前記各投光手段を駆動する駆動手段と、前記各受光手段
の出力信号に基づいて前記貯蔵物の移動、およびその位
置を判定する判定手段とを具備することを特徴とする。

Ｌ作用］ 上記構成によれば、マトリックス状に配された光軸によ
って、各交点位置での貯蔵物の動きが監視される。すな
わち、Ｘ軸、Ｙ軸に平行な各光軸の交点で貯蔵物の出し
入れが生じると、光軸がオン／オフされることから、個
々の貯蔵物の移動の有無を監視することができる。

また、光軸を変調することによって、耐タンバー性を向
上させたり、光軸の相互干渉による誤動作を抑制するこ
とができる。たとえば、光軸を変調（あるいはコード化
）することによって、光軸が遮断された場合の時間長や
コード変化を検知することができるため、正規な出し入
れに必要な時間を越えて光軸が遮断された場合や、予想
されるコード変化以外のコード変化が発生した場合には
、何らかの不正行為かなされたことを発見することが可
能である。

さらに、光軸を双方向とすることによって、光軸のバイ
パスという不正行為をしにくくすることができる。

また、光軸を双方向（２軸）にすると、２軸の光軸の一
方に障害が発生した場合でも、本装置の監視機能を維持
することができる。すなわち、本装置が完全に麻痺する
ことを防止することかできる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の第１実施例による貯蔵物の封印／
監視装置の構成を示す概念図である。

図において、ｌは貯蔵庫を上面から見たもので、この貯
蔵エリア１には、ｍｘｎ個の貯蔵ピット２がｍ行Ｘｎ列
のマトリックス状に配列されている。

貯蔵ピット２は、第２図に示すような断面構造をもって
いる。すなわち、貯蔵ピット２は、下部の小径部２ａと
上部の大径部２ｂとからなり、小径部２ａには貯蔵容器
３が収納され、大径部２ｂには貯蔵ピット２のＭ４が嵌
め込まれている。

さらに、貯蔵容器３と貯蔵ピット２の蓋４との間には、
第２図において右から左へ伝送される光軸５ａと左から
右に伝送される光軸５ｂとからなる２本の光軸５が空間
伝送される光軸ガイド６が設けられている。これらの光
１ｌＩＩ５は、第１図に符号１０で示すように、ｍ行×
ｎ列の各両端部に対向して設けられた光軸ユニットによ
って反対方向に伝送され、受光される。

第３図は、光軸ユニット１０の構成を示す断面図である
。光軸ユニット１０は、光ファイバ１１を通して送られ
てきた光をレンズ１２を通して出力するとともに、外部
から送られてきた光を凹面鏡１４と反射鏡１５とによっ
て集光、反射し、光ファイバ１６を通して外部に伝送す
る。また、光軸ユニツｈ　ｌ　Ｏには、縦、横の２軸方
向に駆動源１７が設けられている。これらの駆動源１７
を遠隔操作によって駆動制御して光軸合わせを行うこと
ができる。光軸ユニット１０の入力光、出力光は、サブ
マスクユニット２０、またはスレーブユニント３０と授
受される。

第４図は、サブマスクユニット２０、スレーツユニット
３０．およびマスクユニット４０の構成と、それらの関
係を示すブロック図である。

第４図において、サブマスクユニット２０は、次の構成
となっている。まず、光軸ユニット１０への光信号は、
発光素子２１から光ファイバ１１に供給される。発光素
子２１は送信ＬＳ　Ｉ　２２からの電気信号によって駆
動されて発光する。送信ＬＳＩ２２は、ボードコンピュ
ータ２３からの制御信号によって制御されて、所定の変
調信号を発生し、これを発光素子２１に供給する。

第５図は、この変調された光軸信号の一例を示すもので
ある。光軸信号は、４００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの搬送
波をパルス変調してつくりだしたものであり、これによ
って発光素子２１はオン／オフ制御される。

一方、光ファイバ１６から送られてきた受信光は、受光
素子２４に受光されて電気信号に変換される。受光素子
２４の出力は、受信ＬＳＩ２５によって復調され、復調
された信号が、ボードコンピュータ２３に供給される。

ボードコンピュータ２３は、この信号から光遮断の有無
、その発生時刻、その遮断の時間長、および遮断の発生
位置を判定し、これらを示す信号をつくり、ローカルス
テーション２６に供給する。ローカルステーション２６
はＲ３２３２Ｃ規格で、上記信号をマスクユニット４０
に伝送する。マスタユニット４０は、サブマスタユニッ
ト２０、およびスレーブユニット３０を順次ポーリング
（呼出）し、これらからマスクユニット４０への送信を
実行させる。

なお、ボードコンピュータ２３には、ボードコンピュー
タ２３でつくられたデータを保存するためのＲＡＭカー
ド２７、各種データを人力するためのテンキー２８が接
続されている。また、サブマスクユニット２０内には、
バブテリ２９が内蔵され、各部に電源供給するようにな
っている。また、これらの構成要素は、タンバープルー
フな箱に封じ込まれており、テンキー２８から暗証番号
を入力することによって、箱の扉が開けられるようにな
っている。また、扉を開けた後は、テンキー２８はファ
ンクションキーとして使用され、各サブマスターユニッ
ト２０の内部チエツクや光軸合わせの制御に使用される
。

スレーブユニット３０は、上述したサブマスクユニット
２０と同様の構成であり、発光素子３１、送信ＬＳＩ３
２、ボードコンピュータ３３、受光素子３４、受信ＬＳ
Ｉ３５、ローカルステーション３６、；ＲＡＭカード３
７、テンキー３８、およびバッテリ３９から構成されて
いる。これらもタンパ−プルーフの箱に収納されている
。

マスクユニット４０は、上述したサブマスクユニット２
０およびスレーブユニット３０によって得られた情報や
封印情報を確認者または監視者に与えるもので、表示器
、内部メモリ、外部メモリなどを含むパーソナルコンピ
ュータ４１と、サブマスクユニット２Ｃ１よびスレーブ
ユニット３０との交信を制御するマスクステーション４
２と、各種データを人力するテンキー４３とから構成さ
れている。そして、サブマスクユニット２０またはスレ
ーブユニット３０を順次呼び出し、得られた情報を送信
させる。なお、このマスターユニ・ソトもタンパ−プル
ーフの箱に収納されている。

第６図は、上記サブマスクユニット２０、スレー　７’
ユニット３０．によびマスタユニット４０と光軸５・と
の関連を示すブＯツク図である。ｍ行×ｎ列のマトリッ
クスを構成する各行ｉ　　（ｉ＝１〜ｍ）、および各列
ｊ　（ｊ＝１〜ｎ）の各端部には、サブマスクユニット
２０とスレーブユニット３０とが配置されている。ここ
で、第１行のサブマスクユニット２０をＸｉ、これと対
をなすスレーブユニット３０をＸｉａで示し、第３列の
サブマスタユニット２０をＹｊ、これと対をなすスレー
ブユニット３０をＹｊａで示すこととすると、行ユニ５
ノドＸｉおよびＸｉａの間で双方向の光通信が行われる
とともに、列ユニットＹｊとＹｊａとの間でも双方向の
光通信が行われる。

なお、第１図中、符号６ｏは子局、６５は親局であり、
これらについては第２実施例のところで説明する。

第１実施例の動作 本封印／監視装置を使用する場合、最初に駆動源１７を
駆動して、光軸ユニッｌ−１０を上下、左右に移動して
光軸合わせをする。

各光軸が一致し牟状態で、かつ貯蔵容器３の移動がない
定常状態では、すべての光軸Ｘ１−Ｘｉａ、および光軸
Ｙ　ｉ−Ｙ　ｉａが遮断されない状態にある。

いいかえれば、各サブマスターユニット２０とスレーブ
ユニット３０の受光素子２４．３４は受光状態にある。

受光状態をロジックｌとし、各サブマスターユニット２
０（つマ’：）各Ｘｉ、　　Ｙｉ）　、各スレーブユニ
ット３０（つまり各Ｘ　ｉａ、　　Ｙ　ｉａ）のそれぞ
れについて、Ｘ１＝１、Ｘ１ａ＝１、Ｙｉ＝ｌ。

Ｙｉａ＝１と表現すると、定常状態ではすべてのロジッ
クＸ　ｉ、　Ｘ　ｉａ、　　Ｙ　ｉ、　　Ｙ　ｉａが１
となる。

次に、貯蔵容器３が正常に移動される場合を考察する。

この移動は、先に述べたとおり、自動操作によって行わ
れる。すなわち、貯蔵容器３をリフタでチャッキングし
て吊り上げて移動する。この場合、１回の操作につき１
個の貯蔵容器３が移動されるのみで、２つ以上の貯蔵容
器３が同時に移動されることはない。また、貯蔵容器３
が光軸を遮断している時間は、たとえば、０．３秒から
０．５秒の間である。

このような条件の下で、（ｉ、ｊ）の位置にある貯蔵容
器３か移動されたとすると、Ｘｉ、Ｘｉａ。

Ｙｉ、ＹｉａのロジックはいずれもＯとなる。したがっ
て、Ｏとなっている時間を作業計画等と比較照合すれば
、正規の移動であるか否かを判定することができる。

第７図は、光軸の遮断による受信信号の様子を示すもの
である。すなわち、サブマスタユニ、ト２０の受光素子
２４、あるいはスレーブユニ、ト３０の受光素子３４に
受光される信号の例を示すものであり、同図（ａ）は正
常時の波形、（ｂ）は信号に短期間の欠落はあるものの
許容範囲に入る波形、（ｃ）は貯蔵容器３が正常に出し
入れされた場合の波形、（ｄ）はタンパ−による光軸遮
断時の波形である。すなわち、光軸遮断か所定時間（０
，３〜０５秒）以上の場合は、タンパ−行為によるもの
と判断される。これを検出したサブマスクユニット２０
のボードコンピュータ２３、あるいはスレーブユニット
３０のボードコンピュータ３３は、タンパ−の発生した
位置（ｉ、ｊ）と、発生時間とを記憶し、必要に応じて
て印字、あるいはグラフィ、り表示する。

このように、光軸信号をコード化、あるいは変調するこ
とによってタンバー行為を確実に検出することができる
。なお、タンパ−行為の例としては、第８図に示すよう
なものがある。これは、リピターく一種の光増幅器）５
０によって光軸を迂回させて貯蔵容器３を移動させるも
のである。光軸が１軸で連続光の場合、このような迂回
操作は比較的簡単にできるものと考えられるが、本実施
例のように光軸が２軸で、しかも光信号かコード化され
ている場合は、逆方向に伝送されている２軸の光軸をリ
ビター５０に短時間のうちに反対方向から人力しなけれ
ばならず、仕掛けるタイミングが非常に難しくなる。

また、第２図に示すように、光軸を上下方向に２軸設け
たことによって、その遮断の時間差から貯蔵容器３の移
動方向く貯蔵か取り出しか）を知ることができる。すな
わち、下側の光軸５ａが先に遮断され、続いて上側の光
軸５ｂが遮断されたときは取り出し、逆の場合は貯蔵と
判断できる。

なお、上述した発光素子２１．３１としては、半導体レ
ーザや発光ダイオードを用い、コード化された光信号を
発生させるには、第７図に示すようなパルス状の電圧を
加えて直接オン／オフするか、第５図に示すように、４
００〜５００ｋＨｚの搬送波をパルス状にオン／オフす
る方式を採用すればよい。

第２実施例 上述した第１実施例では、サブマスクユニット２ｏおよ
びスレーブユニット３０をそれぞれ独立したタンパ−プ
ルーフの箱に収納している。しかしながら、すべてのサ
ブマスクユニット２０をひとつのタンパ−プルーフの箱
に一括収納するとともに、すべてのスレーブユニット３
０を他のタンパ−プルーフの箱に一括収納し、それらの
発光素子２１，３１、および受光素子２４．３４と光軸
ユニット１０とを光ファイバで接続する構成としてもよ
い。

第９図は、このように構成した第２実施例の概要を示す
平面図である。図において、子局６０は、すべてのサブ
マスクユニット２０を一括収納するもので（第１図参照
）、各発光素子２１からの光信号は光ファイバ６１を通
して、ｍ行、ｎ列の光軸ユニットｌＯに分配され、投光
される。一方、受光系統も同様にして、ｍ行、ｎ列の光
軸ユニ・ノド１０に接続された光ファイバ６２によって
、光ファイバ６１からの光を受光し、受光された光が光
ファイバ６２を通して子局６３に送られる。子局６３は
、光ファイバ６２からの光を電気的な直列信号に変換し
、判定処理部６４に電気信号または光信号で送信する。

判定処理部６４は、判定結果を親局６５に光伝送する。

なお、これらの子局６０，６３、親局６５の関係は第１
図にも示されている。

変形例 上記実施例のほかに次のような変形例が考えられる。

■　本封印／監視装置を、封印のみ、あるいは監視のみ
の目的で使用することもできる。

■　ｍ行×ｎ列のマトリックスの各行、各列から出力さ
れる光信号にその行や列の位置を示すコードを含ませる
ことによって、光信号自体から、行、列の番号知ること
が可能となる。

■　個々の貯蔵物の移動があった時刻、出入り別をＣＲ
Ｔ装置などの表示装置に表示するとともに、内部記憶装
置や外部記憶装置に記録することもできる。

■　上記実施例においては、光軸合わせ用の駆１ノ＃１
７を光軸ユニット１０の下側に設けたが、光軸ユニット
１０の上側に設け、光軸ユニット１（つを吊り下げる形
としてもよい。

■　サブマスクユニット２０およびスレーブユニ。

）１０と、マスクユニット４０との間の通信は第４図に
示すようなバス方式に限らず、スタ一方式、リング方式
など、適宜使用することができる。

■　２軸の光軸を別系統の装置で処理することによって
、装置の２重化を図れば、装置の信頼性を高めることが
できる。

■　光軸を通す場所を貯蔵ピット２のＭ４の上部に設置
することもできる。

■　サブマスタユニット２０に自己診断機能をもたせる
ことで、故障の早期検出を可能にすることができる。

■　サブマスクユニット２０の発光素子２１からスレー
ブユニット３０の受光素子３４に暗号化された光信号を
送るとともに、受光素子３４によって受光された光信号
をスレーブユニツ）３０の発光素子３１によって、サブ
マスクユニット２０の受光素子２４に送り返すことによ
って、対句するユニ７）２０．３０間で会話を行いなが
ら監視する構成とすれば、本装置使用者以外の者による
信号の改ざん、ごまかし等を極力排除できる。

この場合、上記■に記したように、光信号に一行、列を
示すコードを含ませれば、相互干渉に対して信頼性の高
い装置とすることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、マトリックス状に配
された光軸によって、貯蔵エリアを監視するようにした
ので、次の効果を得ることができる。

■　個々の貯蔵物の移動の有無を直接監視することがで
きる。

■　光軸信号の変調、コード化および暗号化によって、
耐タンパ−性を向上させることができる。

また、光軸信号に行、列を示す信号を含ませれば、相互
干渉に対して信頼性の高い装置とすることが可能である
。

■　貯蔵物の移動の位置、時刻、出入り別などの情報が
数値化されるため、データの解析および加工が容易であ
る。

■　ｍＸｎ個（ｍ≧２、ｎ≧２）の貯蔵物に対して、ｍ
±ｎ本の光軸（双方向の場合は２　（ｍ　＋　ｎ　）本
の光軸）で監視でき、貯蔵容量が大きくなるほど効率的
な監視システムとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の要部の構成を示す平面
図、第２図は貯蔵ピットの構造を示す断面図、第３図は
光軸ユニッ）１０の構成を示す断面図、第４図はサブマ
スクユニット２０、スレーブユニット３０、およびマス
タユニット４０の構成と、それらの関係を示すブロック
図、第５図はコード化された光信号の一例を示す波形図
、第６図はサブマスクユニット２０．スレーブユニ、ト
３０、およびマスクユニット４０と光軸５との関連を示
すブｏ　’７り図、第７図は光軸の受光状態、および遮
断状態に対応する受信波形を示す波形図、第８図は光軸
に対するタンパ−の−例を示す図、第９図はこの発明の
第２実施例の概略構成を示す平面図である。 １・・・貯蔵エリア、２・・・・貯蔵ピット、３・・・
・・・貯蔵容器、５・・・・・光軸、１０・・・・・・
光軸ユニ・、ト、 ２０・・・・・・サブマスクユニット、２１・・・・・
発光素子、２２・・・・・送信ＬＳＩ、２３　・・・・
ボードコンピュータ、 ２４・・・・・・受光素子、２５・・・・・・受信ＬＳ
Ｉ、３０・−・・スレーフユニノト、 ３１・・・・発光素子、３２・・・・・送信ＬＳＩ３３
・・・・ボードコンピュータ、 ３４・・・・・・受光素子、３５・・・・・・受信ＬＳ
Ｉ４０・・　・マスクユニット、 ４１・・・・・・パーソナルコンピュータ、６０．６３
・・・・・子局、 ６５・・・・・・親局。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｍ行×ｎ列のマトリックス状に配列されている貯
   蔵物の封じ込めに関する知識の連続性を確保する貯蔵物
   の封印／監視装置において、前記ｍ行の各行の両端位置
   に対向して設けられた投光手段および受光手段と、 前記ｎ列の各列の両端位置に対向して設けられた投光手
   段および受光手段と、 前記各投光手段を駆動する駆動手段と、 前記各受光手段の出力信号に基づいて前記貯蔵物の移動
   、およびその位置を判定する判定手段とを具備すること
   を特徴とする貯蔵物の封印／監視装置。
2. （２）請求項１記載の貯蔵物の封印／監視装置において
   、前記各行および各列の両端位置には、対向する２対の
   投光手段および受光手段が設けられ、各行、各列あたり
   ２軸の光線が逆方向に伝播されるようにしたことを特徴
   とする貯蔵物の封印／監視装置。
3. （３）請求項１記載の貯蔵物の封印／監視装置において
   、前記駆動手段は変調信号によって前記投光手段を駆動
   し、前記判定手段は前記変調信号に対応する信号変化に
   よって受信信号の正当性を判定することを特徴とする貯
   蔵物の封印／監視装置。
4. （４）請求項２記載の貯蔵物の封印／監視装置において
   、一方の投光手段から他方の受光手段に暗号化された光
   信号を送るとともに、該他方の受光手段によって受光さ
   れた光信号を該他方の投光手段によって前記一方の受光
   手段に送り返すことによって、対向する両端間で会話を
   行いながら監視することを特徴とする貯蔵物の封印／監
   視装置。
5. （５）請求項４記載の貯蔵物の封印／監視装置において
   、前記光信号は、個々の光軸を区別するための信号を含
   むことを特徴とする貯蔵物の封印／監視装置。