管道泄漏和入侵监测

管道泄漏和入侵分布式光纤监测是指利用一套分布式光纤传感系统，实时连续地监测、定位及描绘出感应光纤整个监测范围内细微的温度、应变和振动变化，这些变化即表示管道发生了泄漏、地层移动或入侵事件。

中国光软专有的PipelineSense监测系统确保对检测到的事件进行智能分析，建立有效的通信预警并最小化误报。

PipelineSense监测软件

• 用于处理温度、应变和振动数据，发出预警。数据处理并存储在专用的数据库中
• 简洁明了的GIS界面，用于识别线路上与GPS坐标关联的预警位置，并将事件演变过程虚拟化显示出来
• 提供强大可靠的测量和定位功能。对于管道沿线的任何位置，当经计算后的温度和应变测量结果超出项目特定标准时，随即触发警报。可将整个监测管道长度范围内微小的温度异常（泄漏的早期迹象）或应变异常（地层移动的首要特征）定位在数米内
• 检测和分析管道周围地层的振动情况。管道沿线的所有活动（正常的或未授权的）都会被检测和定位，并依据测得的振动特征定义为危害性或非危害性，检测与定位精确有效

管道泄漏和入侵分布式光纤监测系统监测与定位无盲区，能够提供高灵敏度的连续监测，构成了运营商集成安全系统的要素之一。其能够监测到以下活动事件。

（1）微小的（初期）、发展的泄漏。

（2）地层运动的早期征兆，如滑坡、沉降及其他地质灾害影响。

（3）季节性变化对周围土壤带来的影响，如洪泛、冰冻、融化。

（4）土壤侵蚀的早期迹象。

（5）第三方侵入（合法的和非法的）。

（6）管道智能清理器的位置。

管道泄漏监测

管道泄漏会引起周围土壤的温度变化。中国光软PipelineSense监测系统检测并分析管道沿线的温度变化，以米级精度检测并定位细微渗漏，然后通过统计学算法处理大量的参数，进而从正常的季节性气候变化引起的温度变化中辨别出真正的泄漏。

（1）天然气管道泄漏监测

当气体泄漏时，冷却点会迅速扩散。在局部（1～2米）温度变化之后，在管道表面周围的土壤中形成温度梯度。无论周围的土壤温度如何，冷却效果（直接与气体类型和压力有关）的大小保持不变。

（2）液体管道泄漏监测

大多数液体比周围的土壤温度更热，因此安装在附近的光纤传感器能够监测到液体泄漏。

（3）地层移动监测

管道地层移动会对管道路径产生损伤，进而危害管道完整性。为了对这些危害中的一个或多个进行高灵敏度、高效益和强稳定性监测， 中国光软提供全面的分布式温度监测（DTS）、分布式应变监测（DSS）和分布式振动监测（DAS/DVS）结合的三重解决方案。

通过应变和温度的结合测量，可以实现对滑坡、蠕变、沉降及侵蚀现象的检测和监测。使用光纤应变传感器，能够监测和定位沿着管道/光纤传感器上任意位置几厘米的地层位移，定位精度在几米以内。通过振动监测，能够推断出地震和相关现象（例如滑坡、火山活动等）。

温度的变化表明其他可能影响管道和/或其通行权的事件。管道周围土壤物质的侵蚀，如洪水的侵入，冻涨等，可能引起土壤状况的变化，进而导致温度变化。实时监测这些温度变化和发生位置并发出警报，操作员可以对管道逐一进行调查，消减损伤。为了满足管道路由不同工况的挑战， 中国光软PipelineSense监测系统提供了一种灵活性，可以将不同的危害因素组合在一起或单独进行监控。因此，设计一个全面的、成本合理、实用高效的管道完整性光纤监控解决方案，无需考虑危害因素的单一性。

（4）第三方入侵监测

公众最关心的是管道周边建设和非法挖掘活动，因为一旦发生事故会对公众安全和财产造成直接危害。 中国光软PipelineSense监测系统能够监测整个管道长度内的第三方侵入，并进行定位和分类。

第三方入侵扰动会在土壤中产生微弱的压力或振动，感应光纤（标准通信光缆）随即感应，借助软件复杂算法进行分类，以判定信号来自异常事件还是正常的环境变化。

PipelineSense监测系统类似一部连续的宽频带电话，检测管道路径沿线不同事件产生的特定频率，即使面对大量的同步事件也能够通过可管控的数据量进行分类，因此可以快速区分开“正常”和“异常”事件。PipelineSense监测系统足够灵敏，在侵入变成危害前就可以将其检测出，例如挖掘机到达现场开挖之前就能够及时反映出来。当监测到危及安全的事件时，会触发预警并在PipelineSense（或其他GIS）地理图形上显示出来，同时发送给管道数据采集与监视系统SCADA或第三方平台。

（5）清管追踪

对于清管作业活动，清管传播过程中在周围的土壤中产生振动，使用附近放置的光纤电缆可以实时追踪,可用一个便携式的解调仪。

（6）管道变形监测

为监测管道的变形状况，将光纤铺设在管道的表面，管道任何的形变都直接反馈到光纤中。监测形变过程中光纤的拉伸和压缩变化，并触发警报。应变传感电缆结合抗拉强度和最大应变灵敏度对地面运动进行监测。