在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，管道運(yùn)輸已成為社會(huì)進(jìn)步不可或缺的一環(huán)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、生產(chǎn)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民日常生活中。隨著石油和天然氣產(chǎn)量和需求量的劇增，管道運(yùn)輸已成為陸上油氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，以其運(yùn)量大、占地小、封閉運(yùn)輸損耗低等優(yōu)越性而成為首選。管道是石油工業(yè)的命脈，所有的石油產(chǎn)品至少要經(jīng)過(guò)一次管道輸送，通常經(jīng)過(guò)多次輸送。同時(shí)天然氣、自來(lái)水管道等也已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，但隨著城市管線(xiàn)的增多，管齡的增長(zhǎng)，由于施工缺陷、管線(xiàn)腐蝕老化和人為破壞的存在，泄漏事故頻頻發(fā)生，給人們的生命財(cái)產(chǎn)和生存環(huán)境造成了巨大的威脅。

光柵光纖傳感器憑借自身抗電磁干擾、電絕緣性能好、耐腐蝕、體積小、傳輸損耗小、傳輸容量大、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)在管道沉降監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，光纖傳感器技術(shù)發(fā)展日趨成熟，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在各領(lǐng)域中的應(yīng)用很多展現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，極有可能替代傳統(tǒng)的傳感器。在光纖傳感方面，光纖光柵技術(shù)又為光纖傳感技術(shù)的發(fā)展開(kāi)拓了新的領(lǐng)域，光纖光柵傳感器質(zhì)量輕、體積小、靈敏度高、耐腐蝕、抗電磁干擾，具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐久性。正是由于光纖光柵傳感器具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此在管道監(jiān)測(cè)中應(yīng)用了自主開(kāi)發(fā)的光纖光柵應(yīng)變、溫度、位移、壓力傳感器。

本文提出了一種基于光纖光柵應(yīng)變傳感器的管道沉降智能化監(jiān)測(cè)方案，利用光纖光柵應(yīng)變傳感器監(jiān)測(cè)管道的應(yīng)力變化，便于工作人員實(shí)時(shí)掌握管道的沉降量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道的健康狀態(tài)。

方案目標(biāo)

本項(xiàng)目以科學(xué)發(fā)展為指導(dǎo)，以保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，促進(jìn)和諧社會(huì)建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，積極尋求油氣管道新型在線(xiàn)無(wú)損沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)研究的著力點(diǎn)和切入點(diǎn)。

開(kāi)展能源管線(xiàn)連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，模擬管線(xiàn)不均勻沉降，將工程試驗(yàn)開(kāi)發(fā)的管線(xiàn)不均勻沉降定位和監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)移植至工程現(xiàn)場(chǎng)，檢驗(yàn)其可靠性。

（1）建立示范段能源管線(xiàn)在線(xiàn)無(wú)損監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)

在示范段管線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)布設(shè)新型管道監(jiān)測(cè)光纖光柵傳感器陣列，捕捉識(shí)別管網(wǎng)在發(fā)生不均勻沉降的異常信號(hào)，對(duì)復(fù)雜環(huán)境下管道不均勻沉降進(jìn)行系統(tǒng)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，形成管網(wǎng)結(jié)構(gòu)健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

（2）建立示范段能源管線(xiàn)安全控制系統(tǒng)示范平臺(tái)

采用數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，建立能源供應(yīng)管網(wǎng)損傷程度與管線(xiàn)安全性能性能劣化等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)管線(xiàn)安全控制的GIS三維可視化平臺(tái)，形成能源管線(xiàn)安全控制平臺(tái)系統(tǒng)集成。

（3）檢驗(yàn)管線(xiàn)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性和可靠性

在確保安全的前提條件下，通過(guò)適當(dāng)?shù)娜斯し绞揭l(fā)示范段管線(xiàn)不均勻沉降，檢驗(yàn)已開(kāi)發(fā)的管線(xiàn)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性和可靠性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更新和完善。

通過(guò)以上示范段管線(xiàn)安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：

a）實(shí)現(xiàn)管線(xiàn)不均勻沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、沉降點(diǎn)快速定位及預(yù)警功能；

b）實(shí)現(xiàn)軸向變形監(jiān)測(cè)預(yù)警功能；

c）形成管線(xiàn)安全狀況分級(jí)管理機(jī)制。

在此基礎(chǔ)上，力爭(zhēng)在區(qū)域乃至全國(guó)范圍內(nèi)推廣，使得該項(xiàng)技術(shù)能夠產(chǎn)業(yè)化，以此解決能源管線(xiàn)系統(tǒng)安全問(wèn)題，預(yù)防管道事故的發(fā)生，避免缺乏監(jiān)控引起的錯(cuò)失搶修最佳時(shí)期，保護(hù)城市人民生命財(cái)產(chǎn)安全。