分布式光纖地埋管道振動安防監測系統

地埋管道在城市環境中大量存在，如水利管道、油氣管道、熱力管道等，是整個城市得以正常運轉的關鍵部分。特別是隨著經濟和社會的快速發展，在城市建設中，管道安全監測越來越受到施工人員以及管道維護人員的重視。管道安全關乎到民生安全、社會公共資產安全，越來越多的管道使用單位意識到其重要性。管道一旦出現安全事故，會造成巨大的財產，甚至是人員生命損失。對于地埋管道安全防護需求，傳統檢測方式多為人員定期巡檢，難免出現安全監測不及時甚至忽視危險振源。其次，多數場景都會出現多條管道交匯，多個管道延展方向需要同時檢測的場景。此外，傳統的檢測方式通過人工智能方法識別處振動源模式，而實際應用場景中振源模式會遠多于預制項，且結合實際，最終用戶只需要監測預知振源對管道的破壞程度來做相應決策。針對以上問題，亟需一種多通道長距離監測管網振動預警方法。

分布式光纖傳感器具有損耗低、體積小、重量輕、靈敏度高、耐腐蝕性強、抗電磁干擾、無需電源和成本低等多種優點，彌補了傳統電學傳感器在監測范圍和系統可靠性等方面的不足，在短短幾十年時間內得到飛速發展。人們利用各種光纖傳感器已經順利實現對溫度、濃度、壓力、振動、位移和折射率等變化量的測量。迄今為止，各種類型的光纖傳感器已被廣泛應用于周界安防、航空航天、管道監測、電力工程和生物醫學等領域。其中，實用價值最高的當屬分布式光纖傳感系統。

分布式振動傳感系統采用窄線寬激光器作為系統光源，利用背向瑞利散射信號(RBS)之間的相干衰落效應實現擾動信號的分布式測量。當外部擾動事件作用在光纖上時，擾動位置處的纖芯折射率和光纖長度會發生變化，從而引起該位置處RBS的幅度和相位變化。通過分析擾動事件發生前后的瑞利散射曲線，可以實現對動態擾動事件的檢測。該技術靈敏度高、測量響應速度快，能夠實現長距離全分布式的無盲區動態監測。在隧道管廊安防定位、電力系統線纜監測、信息管線在線監控、高速鐵路安防系統、長輸管道安全監測、重點設施周界安防等領域，分布式光纖振動監測系統得到了廣泛的運用。

油氣管道綜合監測系統，在油氣管道內部設置有光纜，光纜連接光纖監測主機，光纜實時感應油氣管道的振動信號，并傳輸給光纖監測主機以探測油氣管道在不同位置的泄漏狀態。其中，振動信號主要可反應外界的外界振動甚至偷盜破壞的情況。

光纜還實時感應油氣管道的聲波信號，并傳輸給光纖監測主機以探測油氣管道在不同位置的泄漏狀態。其中，聲波信號主要可以反應內部泄漏的情況。設置加壓裝置，將油氣管道兩側的輸入端和輸出端均關閉并主動加壓，光纖監測主機通過光纜對加壓后的油氣管道進行高精度聲波監測分析，精細探測管道傷損狀態。通過封閉加壓，可以排除其他因素的干擾，更精準地探測泄漏情況。