一、现状及重要性

目前，我国长输气体管道的应用范围比较广，并且其本身便有着压力高、口径大、距离长、网络化的特点，在现代化输送工具中是非常有优势的一种运输方式，长输管道运输的效果最为明显，并且具有极强的便捷性以及环保性。

与此同时， 对于管线泄漏等安全检测也是非要的重要，由于管道的老化腐蚀，地质灾害、管压波动及第三方破坏等影响，使得管道泄漏时有发生。当泄露事件发生时，管内外压差通过泄露口释放，向外辐射能量进而产生声发射现象。在检测管道泄漏的过程中应用数字化的信息技术则能达到更加理想的检测效果，并且在天然气等气体长输管道泄漏检测当中应用数字化技术也尤为常见，这也将成为检测技术顺应时代发展的直观体现。

二、解决方案

1、综述

长输气体管线泄漏监测解决方案采用分布式光纤传感技术，分布式光纤传感技术是近年来伴随光纤通信技术快速发展而出现的一种新型传感技术，它具有同时获取在传感光纤区域内随时间和空间变化的被测量分布信息的能力。

由于使用光纤和光信号，特别适合易燃易爆的石油和天然气管道的在线监测，沿油气管线铺设一条光缆，用光纤做传感器，检测管线周围的压力、振动和应变信号，可以对油气泄漏、附近的机械施工和人为破坏等第三方施工时间进行迅速判断和准确定位，预报和发现泄漏隐患。由于光缆需要沿管道进行敷设，因此只适用于新建管线在敷设管道时随管道一同安装。光纤传感技术检测适用于新建长输管线。

长输气体管线泄漏监测系统能够连续测量光纤沿线所在处的振动和声音，可对测量距离在50公里的范围，空间定位精度达到2米的数量级，进行不间断的自动测量，特别适用于需要大范围多点测量的应用场合。

2、组成

分系统总体架构如图所示，分系统共有五部分组成：断丝感知子系统、边缘计算AI子系统、联动融合处理子系统和监控管理平台子系统。

 1）断丝感知子系统，主要是指分布式光纤声波传感光缆和应变光缆、分布式光纤声波/振动传感检测设备（两通道，一路检测泄漏，一路做防开挖）、分布式光纤应变传感检测主机、分布式光纤干涉仪设备。振动光缆是系统的感知层主要是对断丝信号进行感知捕获，分布式光纤声波传感系统对振动光缆感知的振动、声音信号进行分析、定位，分布式光缆干涉仪设备主要是感知振动光缆的频率信息，结合分布式光纤感知的振动、声音信号进行智能分析。分布式光纤应变传感检测主机对整条管线的应变结构做长期监测。

2）边缘计算AI子系统，主要是指分布式光纤声波传感主机、分布式光纤应变传感主机和分布式光纤干涉仪设备。分布式光纤声波传感系统主机通过对取得的声音信号进行判断和识别，分布式干涉仪设备可以获取振动信号的高频信息，振动报警信息和分布式干涉仪设备探测信息一起通过网络传输子系统传输给综合信息处理子系统。

3）联动融合平台子系统，主要是指将边缘处理子系统中所有监测区域的断丝报警监测结果进行数据融合分析，最终准确给出断丝发生点的所属报警防区、报警时间信息、报警事件类型等。除此之外，报警融合平台还处理包括被监控的管道区域日常运行环境、值班安排、防区设置调整、供电状态等信息。

4）监控管理平台子系统，主要是指综合信息处理子系统处理完成后，将所有的数据都汇总到监控中心。工作人员能够通过软件平台实时监测和查看整个管道沿线的每一处消息，包括断丝信息、报警消息、环境状态信息、供电状态信息等。子系统主要安放于监控指挥中心，包括大型电视墙、Web Service服务器、数据存储服务器、报警联动管理服务器、报警声音播放扬声器、多路通讯交换机、网络单向接入设备，以及相应的软件。监控中心可在报警联动管理服务器中配置相应的报警条件和报警动作。一旦配置完成，当有报警事件发生时，所关联的动作就立刻执行。

3、系统实施

1）振动光缆安装、施工方案

振动光缆、应变光缆布设在管道外壁，管道防开挖监测系统和管道泄漏监测系统使用同一根振动光缆，振动光缆通常为多芯光缆，纤芯的选择原则是用一备一，管道泄漏监测系统使用其中的两芯，防开挖监测系统使用其中的一芯。管道应变监测系统也是用其中一芯。

管道防开挖监测系统的施工方案和应变监测系统的施工方案是兼容的，防开挖监测系统的主机和应变监测系统的主机集成在监测系统的机柜中。

2）机房内监测设备安装

机房内主要设备为分布式光纤声波监测主机、分布式光纤应变监测主机信号处理和智能分析系统服务器（监测服务器及工控机）。

管道泄漏监测系统和管道应变监测系统所有设备均安装在19英寸标准机柜中，机房内预留光缆牵引至机柜中，连接在光纤配线架上进行分纤配置；分布式光纤监测主机与高频信号监测主机顺序安装在机柜中，所有设备一次安装完成.

三、结语

综上所述，在实际运行过程中，为了进一步保证天然气等气体长输管道泄漏监测工作的整体质量，不仅仅要建立起一个数字化的管道基础数据库，也需要将数字化技术更为合理地应用在天然气等气体长输管道的安全运行管理中，只有保证了长输管道安全管理运行的可靠、有效，才能进一步提升气体长输管道运输的稳定性，也就能发挥出数字化技术的实际价值。