利用通信光纖感知管道沿線(xiàn)的振動(dòng)、應變、溫度，從而實(shí)現管道沿線(xiàn)威脅事件的監測和定位是福州華光天銳光電科技有限公司基于光纖傳感原理，提出了管道伴行光纜振動(dòng)、應變、溫度的聯(lián)合監測方法。利用振動(dòng)數據進(jìn)行長(cháng)度對齊、第三方活動(dòng)監測，應變數據進(jìn)行側向位移監測，溫度數據進(jìn)行泄漏監測等運行異常分析，多維監測數據經(jīng)過(guò)空間長(cháng)度對準、時(shí)間對齊后進(jìn)行聯(lián)合分析、交互驗證，能夠進(jìn)一步降低誤報率，最終實(shí)現管道復雜環(huán)境的線(xiàn)路狀態(tài)感知，可為管道安全運行提供決策支持。

據統計，近年來(lái)管道的運行風(fēng)險主要以第三方損壞、自然地質(zhì)災害、制造安裝缺陷、腐蝕等線(xiàn)路風(fēng)險為主。智能管道建設的核心是通過(guò)感知提升管道防控風(fēng)險的能力，保證管道安全高效平穩運行。為了傳輸管道生產(chǎn)數據，管道沿線(xiàn)同溝敷設通信光纜形成專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。利用管道伴行通信光纜中的冗余纖芯進(jìn)行振動(dòng)、應變、溫度的分布式感知，從而實(shí)現管道沿線(xiàn)第三方損壞、地質(zhì)災害、泄漏的監測和定位。

華光天銳基于振動(dòng)的光纖預警系統已經(jīng)在多個(gè)客戶(hù)管道監控案例上得到實(shí)現工業(yè)應用，有效解決了管道沿線(xiàn)第三方施工的安全防護問(wèn)題，并遵循行業(yè)標準 SY/T 6827《油氣管道安全預警系統技術(shù)規范》?；诠饫w測溫的管道沿線(xiàn)溫度測量經(jīng)過(guò)嚴格的現場(chǎng)測試，能夠實(shí)現管道沿線(xiàn)溫度趨勢的測量。

管道光纖測溫的原理

在管道正常輸送時(shí)，管道輸送溫度一般不會(huì )突變，只有較長(cháng)時(shí)間的停輸以及與環(huán)境進(jìn)行熱交換才會(huì )發(fā)生管輸介質(zhì)溫度的較大變化。在事故狀態(tài)下，管輸產(chǎn)品泄漏會(huì )造成溫度變化，例如天然氣管道發(fā)生泄漏，由于焦耳湯姆遜效應，管道周?chē)鷾囟瓤焖俳档?，光纜可感知到這一變化并準確定位。第三方施工開(kāi)挖會(huì )影響管道周?chē)鷾囟葓?chǎng)，造成局部溫度突變，光纜可以實(shí)現對第三方開(kāi)挖的檢測和定位。通過(guò)監測管道沿線(xiàn)溫度可以實(shí)現管道輸送異常的在線(xiàn)監測，一旦光纜測得某處溫度突變，則可以判斷該處發(fā)生異常事件。

光纖管道監測系統的測量范圍

基于不同的光纖散射原理，管道伴行光纜可以感知管道沿線(xiàn)振動(dòng)、應變、溫度的多種參量信息。光纜的振動(dòng)感知通過(guò)主動(dòng)的地表振動(dòng)激勵可以實(shí)現光纖長(cháng)度和地面位置的對應，結合電子地圖能夠實(shí)現管道沿線(xiàn)第三方活動(dòng)事件的空間定位。光纜的應變感知通過(guò)建立數學(xué)模型，普通松套管光纜也可以感知土體移動(dòng)和側向推力。光纜溫度感知通過(guò)測量溫度變化，可以實(shí)現管道沿線(xiàn)溫度突變點(diǎn)的感知。將振動(dòng)、應變、溫度 3 種正交參量進(jìn)行時(shí)空對齊之后進(jìn)行聯(lián)合分析，可以進(jìn)行交互驗證，進(jìn)一步降低單獨參量感知的誤報率，提高復雜環(huán)境下管道線(xiàn)路狀態(tài)監測的事件判斷的準確率?？梢圆杉皇录诓煌臻g的數據，采用大數據、人工智能等技術(shù)進(jìn)一步提高事件識別準確率。最終可以通過(guò)伴行光纜實(shí)現第三方活動(dòng)、地質(zhì)災害、泄漏、管輸異常等多種管道運行風(fēng)險的在線(xiàn)監測和識別，為管道安全運行提供決策支持。