输水管线距离长，沿途自然环境复杂，管线为双管道。为监控管道运行情况，对外界入侵、管道泄漏进行实时监测，对管道沉降进行定期检测，保证输水管线的正常良好运行，需要部署 2 套分布式光纤监测系统，监测管道全线的运行工况。系统具备以下功能：

分布式泄漏、入侵监测

实时在线监测

漏点定位

漏量评估

入侵点定位

入侵事件识别

具体，可采用两套双通道 DVS 系统从中间向两边辐射实现 50km 的双管线全覆盖监测。为降低系统建设成本，可将两条管道全部安装光纤传感器，两套传感器共用一套DVS系统，进行分时测量，即同一时间只能监测一条管线，管线1和管线2轮流监测。

1.简介

光纤管道泄漏监测及安全预警系统采用最新的分布式光纤扰动传感技术（φ-OTDR & MZI），可对长距离（10~50km）输水管道、原油/成品油管道、天然气管道发生的媒质泄漏、第三方施工挖掘、盾构、人为入侵破坏、山体滑坡、泥石流等有害事件进行在线监测。当有害事件发生时，系统可在第一时间进行报警和定位，帮助运营单位快速锁定隐患位置，排除危险因素，避免生命财产损失和环境污染。光纤管道泄漏监测及安全预警系统采用与管道同沟敷设或贴壁敷设的伴行光缆作为传感光缆，来感知管道沿线环境中的振动和声音。传感光缆中的传感光纤应为 SMF-28e 标准单模光纤，是目前普遍使用的通讯光纤。光纤管道泄漏监测及安全预警系统基于传感光缆中传输的光信号，不断采集管道沿线长达数十公里的振动、声音数据，并对这些数据进行实时、在线分析，捕捉海量数据中的异常。一根传感光缆不仅代替了成千上万个线性排列的声传感器，还省去了传统点式声传感器大规模复用时复杂、繁冗的布线、供电、防腐、电磁屏蔽等工作，具有极低的施工和维护成本。由于光纤本身的无源、灵活、稳定等特点，光纤管道泄漏监测及安全预警系统具有天然的抗化学腐蚀、抗电磁干扰、无需供电、敷设简单等优点，是长距离线性空间连续物理场监测的推荐选择。

2.应用场景

2.1入侵预警

监测那些有可能对管道安全运行造成威胁的外界入侵事件，如第三方施工挖掘。在入侵事件发生的第一时间进行报警、定位、事件类型分析，帮助业主及时排除安全隐患。

2.2泄漏监测

监测管道全线可能发生的泄漏，包括突发性泄漏和持续性泄漏。对漏点进行定位，对漏量进行在线评估。帮助业主快速锁定漏点，降低漏损。

2.3沉降测量

根据业主需要，可对管道沉降进行定期测量，以确定是否存在异常沉降管段，对异常沉降的程度和位置进行分析、评估。

3.系统构成

分布式光纤管道泄漏监测及安全预警系统主要由 ①DVS 主机、②显示器，键盘， 鼠标等交互式设备 以及 ③传感光缆 三部分组成，如下图所示。

在水厂的中控室（或类似设备间）内放置 DVS 主机，并连接显示器、键盘、鼠标， 供给 220V AC 市电，开机使其正常运行。将沿管壁贴敷的传感光缆从地下管道处引入水厂内、导入中控室中，选取光缆中的一芯熔接 FC/APC 跳线后，插入 DVS 主机的传感光缆接口。运行 DVS 泄漏在线监测软件，系统正常运行，可实时在线监测管线各处的泄漏情况。

DVS从功能上包含 4 个子系统，分别是光学系统、嵌入式控制系统、后台软件系统和交互系统，如上图所示。

光学系统产生极窄线宽、功率适当的探测脉冲，将探测脉冲注入传感光纤并同时接收传感光纤中返回的瑞利后向散射光，进行光电转换，提供原始的扰动传感信号。嵌入式控制系统和后台软件系统对传感数据进行存储、处理、计算、传输、交互。嵌入式控制系统通过数据采集设备将光探测器输出的模拟扰动传感信号转换为数字信号，交付后台软件系统进行实时处理。后台软件系统读取传感数据后，进行预处理、滤波、批量 FFT 分析、特征量计算、阈值分析等，提供扰动数据的处理结果。交互系统将后台软件系统的处理结果实时显示给用户查看，包括报警信息、扰动曲线、时域波形、时空瀑布图、调阅历史报警记录、查看历史波形等功能，并可根据用户的输入，对系统的空间分辨率、脉冲重复频率、探测脉冲宽度等参数进行适当调整。

DVS在运行过程中，新的扰动监测数据不断从传感光缆中产生，这些监测数据被持续采集、处理、分析，最终得到监测区域内扰动情况的实时评估结果。数据流的生命周期下图所示。