光纖傳感技術(shù)在智慧城市、管網(wǎng)安全監(jiān)測方面的應用

1、光纖傳感技術(shù)在光纖傳感技術(shù)在智慧城市、管網(wǎng)安全監(jiān)測方面的應用智慧城市、管網(wǎng)安全監(jiān)測方面的應用行業(yè)趨勢-全球光纖傳感市場全球光纖傳感器消費市場的預測（單位：十億美元）連續(xù)分布式光纖傳感器(DTS)市場增長勢頭強勁2011年6月6日，美國加州ElectroniCast公司今天宣布推出新的全球光纖傳感器市場預測和分析“我們預測，2010-2015年連續(xù)分布式光纖傳感器的消費價值將以平均43.94的年增長率在增長。歐洲、中東、非洲地區(qū)（EMEA）地區(qū)將引領(lǐng)相關(guān)市場。而未來5年，亞太地區(qū)的消費量預計以年均近50的速度增長，截至2017年，市場總?cè)萘繉⑦_到40億美金”ElectroniCast國際業(yè)務總裁

2、Stephen Montgomery說道。行業(yè)趨勢-全球光纖傳感市場細分全球光纖傳感器應用的主要行業(yè)：石油和天然氣：輸油、輸氣管道，油井，油罐監(jiān)測，煤礦瓦斯監(jiān)測等；市政地下管道：供熱，污水，化工產(chǎn)品；民用基礎(chǔ)建設(shè)：橋梁、大壩、隧道、滑坡、邊界安防等；軍用設(shè)施監(jiān)測：噴氣發(fā)動機、火箭推進系統(tǒng)、機身結(jié)構(gòu)，邊界安全，火災監(jiān)測；電力系統(tǒng)監(jiān)測：開關(guān)柜、高壓電網(wǎng)安全等；海洋環(huán)境監(jiān)測：海洋油污染，海底入侵，海底管道，海底電纜/光纜等；城市地下管線是城市的血管和脈絡，它的安全運行是人民生命財產(chǎn)安全的重要保證! 青島“11.22”，大連，臺灣高雄等事故就是慘痛的教訓！事故原因分析：美國：外力破壞：39.6%，腐蝕

3、：22.5，1990年2005年；歐洲：外部干擾：49.7%腐蝕：15.1%，EGIG（歐洲輸氣管道事故數(shù)據(jù)組織）對1970年2004年35年時間內(nèi)事故的統(tǒng)計；中國：2003年2008年，67.2%，腐蝕占3%；2013年，58.7%，由中國城市規(guī)劃協(xié)會地下管線專業(yè)委員會統(tǒng)計。青島輸油管道泄漏爆燃，62人遇難，136人受傷。大連金州新區(qū)發(fā)生輸油管線爆裂火災臺灣高雄丙烷泄漏爆炸，6公里地下管道被炸翻，28死292傷。濟南黃臺供熱管道發(fā)生爆炸，路面被掀翻十幾米，數(shù)人受傷。行業(yè)趨勢-光纖傳感技術(shù)的必要性行業(yè)趨勢-國家政策支持2014年9月5日，中石化集團發(fā)表關(guān)于全面開展中國石化智能化管線管理系統(tǒng)的通

4、知,全面治理管線生產(chǎn)運行及安全管理問題，要求下屬各子公司成立安全治理小組，拿出專項資金，進行管線安全及智能化建設(shè)。2014年6月15日，為加強城市地下管線建設(shè)管理，保障城市安全運行，提高城市綜合承載能力和城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，國務院發(fā)布了國辦發(fā)201427號文件關(guān)于加強城市地下管線建設(shè)管理的指導意見，明確提出加大城市地下管線科技研發(fā)和創(chuàng)新力度，利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和隱患事故預警等先進技術(shù)，積極推廣新工藝、新材料和新設(shè)備 。2014年2月，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在北京組織召開了“智慧城市地下管網(wǎng)安全監(jiān)控預警系統(tǒng)專題研討會”, 提出“開展智慧城市地下管網(wǎng)安全監(jiān)控預警系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)管網(wǎng)運行管理和突發(fā)災難事故的被動響應式

5、向主動反應模式轉(zhuǎn)變”的建設(shè)要求。首批國家智慧城市試點有90個，已有300多個城市開始進行智慧城市的規(guī)劃。中石化財政部住建部國務院2014年12月26日：財政部 財建【2014】839號文關(guān)于開展中央財政支持地下綜合管廊試點工作的通知中央財政對地下綜合管廊試點城市給予專項資金補助，直轄市每年5億、省會城市每年4億，其他城市每年3億?！肮饫w即是傳感器”標準的通信用光纖(G652、G655等 )光纖傳感技術(shù)介紹后向散射光提供每米一個測點1m 脈沖光脈沖光 光纖傳感管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù)為光纖激光雷達技術(shù)，即激光光源向光纖中注入激光脈沖，入射光的大部分傳到光纖末端并消失，但其中的一小部分后向散射光

6、會沿著光纖散射回來。這一后向散射光（拉曼散射光）進行實時信號分析處理，就可以獲取整根光纖的溫度應變曲線，從而達到實時溫度應變測量監(jiān)測的功能。n可應用于輸氣、輸油、供熱等管道泄漏監(jiān)測及定位；n可以識別人為管道破壞（包括打卡盜油），提供實時報警及定位(光纖振動傳感)n全線連續(xù)分布式測量，無盲區(qū)n對微小、緩慢滲漏可靠檢測及定位n具備自診斷功能，且對檢測傳感系統(tǒng)破壞實時檢測及定位n極高的準確率及極低的誤報率n一根光纜可同時進行溫度應變檢測及通信n耐高溫、低溫，遠距離測試，地面信號集中處理；n無源、本質(zhì)防爆，特別適合應用于易燃易爆環(huán)境中n抗腐蝕、抗干擾性能好；n長期穩(wěn)定，測量精度不受傳輸光纖損耗變化影響

7、；n系統(tǒng)針對監(jiān)測需求可在GIS平臺下智能報警功能。光纖傳感技術(shù)特點光纖傳感產(chǎn)品系列光纖傳感產(chǎn)品系列智慧油田系列：智慧油田系列：輸油、氣管道安輸油、氣管道安全防護產(chǎn)品方案全防護產(chǎn)品方案其他領(lǐng)其他領(lǐng)域應用域應用智慧海洋系列：智慧海洋系列：海洋環(huán)保、海底海洋環(huán)保、海底光纜、入侵監(jiān)測光纜、入侵監(jiān)測方案方案智慧城市系列：智慧城市系列：管網(wǎng)安全、防管網(wǎng)安全、防護、預警方案護、預警方案智能安防系列：地智能安防系列：地鐵、隧道、油罐區(qū)鐵、隧道、油罐區(qū)火災報警解決方案火災報警解決方案利用光纖振動檢測原理，可以實現(xiàn)油氣管道沿線振動情況的實時檢測報警和定位，實現(xiàn)對打卡盜油、挖掘機挖掘振動等的檢測、報警。并進一步通過

8、特征值的獲取，進行不同振動源的識別。產(chǎn)生報警的振動靈敏度可根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)試。通過靈敏度的現(xiàn)場調(diào)試可有效過濾風、雨、車輛通過等自然振動信號。光纖傳感管道振動監(jiān)測方案智慧城市-管道入侵預警監(jiān)測方案 市政供熱管道，管道內(nèi)熱水或蒸汽的溫度非常高，當管道發(fā)生泄漏時，泄漏點的溫度會明顯高于周圍環(huán)境的溫度，根據(jù)管道沿線溫度的變化，就可以判斷管道是否發(fā)生泄漏并及對泄漏點進行定位。光纖傳感供熱管道泄漏監(jiān)測方案智慧城市-供熱管道泄漏監(jiān)測方案 原油輸送傳輸過程中，管道內(nèi)原油需要加溫、加壓傳輸，當管道發(fā)生泄漏時，泄漏點的溫度會明顯高于周圍環(huán)境的溫度，根據(jù)管道沿線溫度的變化，就可以判斷管道是否發(fā)生泄漏并及對泄漏點進

9、行定位。光纖傳感輸油管道泄漏監(jiān)測方案智慧城市-輸油管道泄漏監(jiān)測方案天然氣管道傳輸過程中需要加壓后傳輸，氣體泄漏后，使周邊的溫度降低，根據(jù)管道沿線溫度的變化，可判斷輸氣管道是否發(fā)生泄漏并及對泄漏點進行定位。光纖傳感天然氣管道泄漏監(jiān)測方案智慧城市-天然氣管道泄漏監(jiān)測方案13 市政燃氣、輸油、化工等管線等泄漏后，其可燃氣體易擴散、易燃爆等危險性，需要在地下空間進行泄漏檢測。利用這些氣體報警傳感器，將市政氣體泄漏檢測的觸角延伸到每個角落。通過采集報警數(shù)據(jù)，進一步進行集成，最后形成智慧管網(wǎng)安全監(jiān)控中心氣體報警監(jiān)控的重要數(shù)據(jù)來源。光纖傳感甲烷泄漏監(jiān)測方案（管道井）智慧城市-天然氣管道泄漏監(jiān)測方案（管道井）

10、次聲波法適用于輸油、輸氣管道（輸油、天然氣或油水混輸?shù)墓芫€）的泄漏監(jiān)測，尤其適合距離比較長、運行狀態(tài)比較穩(wěn)定的管道。其原理是利用管道泄漏時產(chǎn)生的次聲波信號向上下游兩端傳播，在兩端的檢測設(shè)備根據(jù)次聲波信號到達的時間差計算泄漏發(fā)生的位置。智慧城市-次聲波管道泄漏監(jiān)測方案次聲波法泄漏監(jiān)測方案智慧城市-地鐵隧道火災監(jiān)測方案光纖傳感地鐵火災報警監(jiān)測方案地鐵、隧道等密閉空間，由于長距離的處在地下空間，人群不易疏散，一旦失火，會造成缺氧，毒氣蔓延快，濃度高等嚴重危害，比地面的火災后果嚴重數(shù)倍。因此，此類區(qū)域火災的預防就顯得尤為重要。光纖傳感火災報警系統(tǒng)，利用光纖對溫度敏感的特性，可以敏感的捕捉到地鐵、隧道內(nèi)

11、的溫度變化，并準確定位。智慧城市-網(wǎng)絡健康診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡健康診斷系統(tǒng)（NHDS）市政供熱，供電，供水，通信等部門的網(wǎng)絡通斷，關(guān)系著人民的日常生產(chǎn)和生活，這些部門的網(wǎng)絡以及服務器，數(shù)據(jù)庫，終端設(shè)備的穩(wěn)定運行尤為重要，他們是城市穩(wěn)定運行的重要保障。NHDS系統(tǒng)，可以724小時，實時監(jiān)測各部門網(wǎng)絡及網(wǎng)絡中每個終端設(shè)備的運行狀態(tài)，為故障查找和定位提供實時監(jiān)測服務。項目背景： 2007年7月18日年美國紐約曼哈頓區(qū)供熱（蒸汽）管線（總長度20km）爆炸，對當?shù)厝嗣裆钤斐蓢乐氐陌踩[患，但由于紐約市政府無錢更換全部管道，于是便決定采用管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，對管道進行實時的泄漏監(jiān)測，并能夠精確定位。解決方案：

12、DTS方案，由于技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，實時性，定位準確性高等優(yōu)點，順利勝出，至今仍應用在紐約曼哈頓區(qū)的供熱管網(wǎng)監(jiān)測中。美國紐約曼哈頓區(qū)供熱管網(wǎng)監(jiān)測項目項目背景： 2013年12月，在青島高新區(qū)建成系統(tǒng)和平臺，綜合監(jiān)控管溝內(nèi)地下供熱管線（一期25km）的實時運行狀態(tài)，并能在泄漏時實時報警，精確定位泄漏點。解決方案： DTS系統(tǒng)集成了高新區(qū)GIS系統(tǒng)提供了對整個高新區(qū)管網(wǎng)進行全線、連續(xù)、分布式監(jiān)測、報警、定位于一體的完整解決方案。 青島高新區(qū)綜合管溝專業(yè)管線監(jiān)控系統(tǒng)項目19一期25公里地下管廊：（1）蒸汽管線集成監(jiān)控系統(tǒng)（2）給水管線集成監(jiān)控系統(tǒng)（3）綜合管溝智能監(jiān)控系統(tǒng)（4）監(jiān)控系統(tǒng)與視頻和閥

13、門關(guān)斷的 聯(lián)動建設(shè)。在泄漏發(fā)生時，自動 開啟攝像頭、并自動給出關(guān)斷閥 門的預案，并能遠程關(guān)斷閥門。（5）監(jiān)控中心與監(jiān)控平臺建設(shè)青島高新區(qū)綜合管溝專業(yè)管線監(jiān)控系統(tǒng)項目 在青島膠州站監(jiān)控中心設(shè)置監(jiān)控設(shè)備及管道防護系統(tǒng)軟件平臺，通過軟件平臺可以直觀的在地圖上顯示整條管道沿線的安全情況，包括車輛通過，人工破壞，打卡盜氣，大型機械（挖掘機）施工等情況，并進行準確定位。管道防護系統(tǒng)（硬件+軟件）：中石化山東天然氣某管道監(jiān)測方案軟件平臺硬件設(shè)備軟件平臺的入侵模式識別系統(tǒng)：中石化山東天然氣某管道監(jiān)測方案 本系統(tǒng)具有泄露監(jiān)測和業(yè)界獨有的入侵模式識別系統(tǒng)，能夠?qū)Σ煌愋偷娜肭中袨檫M行區(qū)分，識別有害入侵行為，包括車

14、輛（汽車、火車）通過，人工破壞，打卡盜氣，大型機械（挖掘機）施工等情況，并進行準確定位。項目背景: 2013年11月，華北油田某油區(qū)輸油管道，地形分布狀況復雜，管道泄漏以及油耗子盜采給油田造成了重大損失，泄漏點的定位及盜采報警一直是困擾著油田。解決方案: 利用分布式光纖溫度檢測系統(tǒng)解決了對石油泄漏的實時報警以及對泄漏點準確定位；同時利用光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對盜采的預警及定位。項目結(jié)果: 油田方通過對一系列的模擬泄漏及盜采場景的現(xiàn)場檢測，對我司產(chǎn)品及方案進行了測試，對測試結(jié)果非常滿意，認為我們的定位準確，報警及時。中石化華北油田項目案例項目背景: 2014年，為西北油田某采油廠解決其油氣混輸管

15、道的泄漏監(jiān)測問題。解決方案: 利用分布式光纖溫度檢測系統(tǒng)解決了對油氣混輸管道泄漏的實時報警以及對泄漏點準確定位。項目結(jié)果: 油田方面認為我們的定位準確，報警及時。中石化西北油田項目案例項目背景: 2012年，勝利油田某油區(qū)組織現(xiàn)場測試，以便解決管道泄漏及油耗子盜采等困擾油田的問題。解決方案: 利用分布式光纖溫度檢測系統(tǒng)解決了對石油泄漏的實時報警以及對泄漏點準確定位，同時利用光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對盜采的預警及定位。項目結(jié)果: 油田方面認為我們的定位準確，預警及時。勝利油田項目案例2）北斗衛(wèi)星接收系統(tǒng)通過北斗衛(wèi)星或其他無線網(wǎng)絡接收溢油檢測終端設(shè)備的信息。3）監(jiān)控中心海洋污染GIS管理系統(tǒng)監(jiān)控中心在GIS海圖上進行監(jiān)測點監(jiān)控、溢油檢測信息實時管理、預警、報警；溢油檢測資料分析；檢測終端定位等。 4）擴展應用系統(tǒng)通過