管道预警
1、行业背景
油气管道是能源运输的大动脉，我国现有管道 12万多公里，预计到2025年全国油气管网规模将达到24万公里，长输管道作为石油天然气最理想、最经济的运输方式，已经得到广泛的应用。管道沿线不可避免地要穿越人口密集的城镇、乡村、农田、河流、沼泽、沙漠、公路和铁路等各种不同的环境；管道上方面临工厂、工地占压严重，以及地震、泥石流、山体滑坡、水流冲刷等自然灾害危险；管道周围存在的机械施工、人为破坏 ( 如打孔盗油等 ) 等诸多因素都时刻威胁着管道的安全，由于管道运输介质的危险性和污染性，一旦发生事故，不但威胁管道的安全运行，给运营企业带来巨大财产损失，给周界环境带来破坏和严重污染，还会危及人民群众的生命安全。因此管道行业的安全生产形势非常严峻，寻找确保管道安全运行的手段和方法已迫在眉睫。
管道安全监测技术也在迅速发展，常见的监测技术一般是针对泄漏监测，如负压波法、压力梯度法、应力波法、声波法、质量平衡法等。以上监测方法受工作原理及流体特性、输送工艺等的限制，很难同时满足检测泄漏灵敏度、定位准确度、误报率等要求，且这些方法都是泄漏后的事后报警，不能提前预警，防范于未然，减少事故发生。预先或及时发现并定位威胁油气管道安全的隐患或事件，避免第三方破坏及自然灾害破坏造成的管道事故，确保管道的长周期安全运行显得尤为重要及必要。
分布式振动光纤管道预警系统具有测量灵敏度高、不受电磁干扰、可实现长距离分布式传感的优点。而且由于目前国内建设的管道一般都有同沟敷设的光缆，使用光缆作为分布式传感器，具有可实施性强、安装简便的特点。
2、应用场景
输油输气管线、通信线路、边境线等长距离线性资产保护对像。
3、系统介绍
分布式振动光纤管道预警系统利用激光脉冲，通过光纤耦合器，发送光信号至待测光纤，采用光电探测器进行光纤沿线原始信号的光电转换，通过采集及同步装置进行信号采集与传输，再利用高性能的工控机进行数据的分析以及事件识别。
光纤预警系统采用管道同沟敷设的通信光缆中1芯作为探测光缆，实时在线监测管道全线振动信息，对车辆行驶、挖掘、打孔盗油等典型事件进行有效识别和精准定位；同时系统可与视频、无人机、应急广播、卫星等联动，全方位、立体式、智能化保护管道安全，时间监测管道的外界破坏行为。适用具有同沟敷设光缆的长输管道，环境复杂的重要管段。具有适应性强，准确率高等优势，是目前主流的管道预警技术路线。
4、系统架构
5、优势特点
1）实时监测管道沿线，在相关行为产生实际危害前预警
系统对管道沿线进行有效地实时监测，及时对管道区域内机械挖掘等行为及时识别、迅速地定位，并报警，在相关行为产生实际危害前预警，阻止其继续破坏，从而避免巨大损失。
2）探测距离长，定位精度高
沿线布设二、 分布式振动光纤管道预警探测主机，使用设备一或两个通道分别进行监测。单台监控主机单通道可监测到长达50千米光纤的分布机械振动量，并能定位入侵点，定位精度为±50m。
3）系统具有模式识别能力
系统可识别不同的事件类型，包括人工挖掘（外界环境理想情况下可达管道两侧5m范围）、重型机械挖掘行为（外界环境理想情况下可达管道两侧30m范围）、车辆或重型机械在监测区域内的移动、管道打孔、钻孔行为等。
4）系统具备入侵报警、故障报警、断纤报警。
报警报告包括以下信息：系统状态、报警状态、报警位置、报警级别、报警类型、报警时间等。
5）支持电子地图信息或者GIS功能：
能够在地图上显示防区告警信息（告警产生会显示红色告警标识），同时在管理系统里显示报警位置，并能够生成相应的报告。
6）其他：
系统运行稳定、可靠，全天候工作，无探测死角，形成连续的监控区。
系统的监测区域根据现场划分，可将用户不关心区域进行屏蔽。
系统报警阈值根据环境配置，监测的物理量参数阀值可以分区域灵活设置。
6、实施方案
本系统需要对某公司供汽热网工程中长度约为40km的供热管道进行安全预警监测，系统的整体目标为：
1）沿管线同沟敷设单模、多模复合光缆，测温主机连接多模光缆，监测管道全线的泄漏情况，振动主机连接单模光缆，24小时在线监测第三方非法施工活动；
2）同时在管道沿线重要区域安装视频监控系统（可采用太阳能供电）；
3）对管道沿线进行24小时全管道无盲区在线实时监测，及时对管道区域内机械挖掘、人工挖掘、重车经过行为或农业活动及时识别、迅速地定位，并报警，能够及时的预防、制止施工活动而引起的事故；
4）对于架空管道及重点监护区域，联动在管道沿线关键位置安装视频设备及扩音设备，配合管道光纤预警系统，能够及时的防止第三方破坏行为；
5）利用同沟敷设的通信光缆进行通讯，实现光纤感温检漏系统、管道光纤预警系统、视频监控系统等数据的传输，保证数据的安全性、稳定性，也可减少供热管网投运的全生命周期中通讯运营费用；
6）应用综合管理平台软件，配合GIS地图功能，可直观了解全管线的情况，实现对光纤感温检漏系统、管道光纤预警系统、视频监控系统等多个子系统的联动配合、统一管理，提升公司运营管理水平及效率。
管道敷设路径如下图所示：
