地埋管道在城市環(huán)境中大量存在，如水利管道、油氣管道、熱力管道等，是整個(gè)城市得以正常運轉的關(guān)鍵部分。特別是隨著(zhù)經(jīng)濟和社會(huì )的快速發(fā)展，在城市建設中，管道安全監測越來(lái)越受到施工人員以及管道維護人員的重視。管道安全關(guān)乎到民生安全、社會(huì )公共資產(chǎn)安全，越來(lái)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(huì )造成巨大的財產(chǎn)，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(shí)甚至忽視危險振源。其次，多數場(chǎng)景都會(huì )出現多條管道交匯，多個(gè)管道延展方向需要同時(shí)檢測的場(chǎng)景。此外，傳統的檢測方式通過(guò)人工智能方法識別處振動(dòng)源模式，而實(shí)際應用場(chǎng)景中振源模式會(huì )遠多于預制項，且結合實(shí)際，最終用戶(hù)只需要監測預知振源對管道的破壞程度來(lái)做相應決策。針對以上問(wèn)題，亟需一種多通道長(cháng)距離監測管網(wǎng)振動(dòng)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(wú)需電源和成本低等多種優(yōu)點(diǎn)，彌補了傳統電學(xué)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(shí)間內得到飛速發(fā)展。人們利用各種光纖傳感器已經(jīng)順利實(shí)現對溫度、濃度、壓力、振動(dòng)、位移和折射率等變化量的測量。迄今為止，各種類(lèi)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(xué)等領(lǐng)域。其中，實(shí)用價(jià)值最高的當屬分布式光纖傳感系統。

分布式振動(dòng)傳感系統采用窄線(xiàn)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(shí)現擾動(dòng)信號的分布式測量。當外部擾動(dòng)事件作用在光纖上時(shí)，擾動(dòng)位置處的纖芯折射率和光纖長(cháng)度會(huì )發(fā)生變化，從而引起該位置處RBS的幅度和相位變化。通過(guò)分析擾動(dòng)事件發(fā)生前后的瑞利散射曲線(xiàn)，可以實(shí)現對動(dòng)態(tài)擾動(dòng)事件的檢測。該技術(shù)靈敏度高、測量響應速度快，能夠實(shí)現長(cháng)距離全分布式的無(wú)盲區動(dòng)態(tài)監測。在隧道管廊安防定位、電力系統線(xiàn)纜監測、信息管線(xiàn)在線(xiàn)監控、高速鐵路安防系統、長(cháng)輸管道安全監測、重點(diǎn)設施周界安防等領(lǐng)域，分布式光纖振動(dòng)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(shí)時(shí)感應油氣管道的振動(dòng)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(tài)。其中，振動(dòng)信號主要可反應外界的外界振動(dòng)甚至偷盜破壞的情況。

光纜還實(shí)時(shí)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(tài)。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(guān)閉并主動(dòng)加壓，光纖監測主機通過(guò)光纜對加壓后的油氣管道進(jìn)行高精度聲波監測分析，精細探測管道傷損狀態(tài)。通過(guò)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。