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1、光纤管道安全预警系统 光纤渗漏监测系统 光纤管道防挖掘系统 北京奥普智信光科技术有限公司 兰州奥普信息技术有限公司,致力于中国领先的 光纤传感物联网！,目录,一、技术和企业背景 二、油气管道破坏原因分析 三、光纤安全预警（挖掘监测技术） 四、光纤泄漏检测技术 五、其他泄漏监测技术 六、泄漏检测技术对比 七、管道监测建设思路,1.技术和企业背景 光纤传感和奥普智信公司,1.1 技术背景,1.1 光纤传感原理与应用,石油石化,电力能源,桥梁建筑,安全监测,航天航空,水利水电,扩大市场应用规模 寻求竞争优势,做强产业基础 国家级科研立项,开始产业化发展 北京奥普智信公司成立,自主创新 核心技术,致力
2、于光纤传感领域的技术领先者 可研、关键技术、样机、实验,技术、成本和市场的领先 国产最高性能和低成本核心设备,掌握核心技术、性能和成本优势 国家立项、局部市场优势,工业消防和安防光纤光栅、光纤振动和分布式光纤测温,1.2 企业发展,1.3 国家级光纤传感研发基地,国家重点支持的自主创新领域 50余项专利。 10余项软件著作权证书 国家物联网发展专项资金项目 4项国家创新基金项目 4种国家重点新产品计划 3项国家火炬计划 2项国家电子发展基金项目 20余项省市级科技攻关/重点专利产业化项目 中国企业信用等级 AAA级 中国“平安建设”推荐优秀安防产品 多次获得军队、省、市科技进步奖。 “中国国际
3、软件产品博览会 金奖”、“军队科技进步奖”、“中国科技创业计划大赛优秀奖”、“国家年度优秀软件产品”等诸多奖励。,1.4 产品系统组成,返回,返回,企业文化：艰苦奋斗、合作争胜、服务客户、多劳多得 质量标准：客户至上、尽职尽责、持续改善、保障品质！,1.5 示范应用的重点工程举例,石油储备： 哈萨克斯坦让纳若儿仓储、西部管道兰州商业储备库、兰州石化国家储备库、国家成品油储备库、中油成品油商业储备、中原油田储运、天津仓储、珠海仓储、锦州仓储、机场航煤库等。 国家石油管线： 中俄管道（漠大线）、铁扶线、兰郑长、西部管道、庆咸管线、南山管线等。 重点石化生产建设： 西非炼化项目、中海油惠州大炼油、庆
4、阳石化改扩建、兰州石化、玉门炼化、恒力石化、丽东化工、逸盛石化、中金石化、联合石化等。 电力设施： 国家电网、北京地铁、北京燕化、石化生产装置、宝钢集团等。,返回,2. 管道安全与监测技术 管道破坏原因分析,输油气管道的寿命分为三个阶段 第一阶段：磨合期，由于人员磨合、违规操作、施工质量等原因发生事故； 第二阶段：等失效期，事故发生于第三方破坏，如恐怖事件、野蛮施工、恶意破坏等； 第三阶段：老龄期，管道由于腐蚀老化，发生渗漏事故。,从上表统计的欧洲、美国等国的事故原因分析可见，外力损伤、腐蚀及材料缺陷等三方面所占比例最大，也是困扰全世界油气管道运营部门的主要因素。,我国输油气管道事故原因分析
5、上表为我国油气管道事故原因分析，打孔盗油和材料腐蚀是设备故障外的事故主要原因，相对于欧洲和北美，我国的油气输送管道遭到人为破坏的几率更大。偷油盗气和野蛮施工是造成我国内地生产安全的一个重大隐患。新疆作为反恐前沿，恶性破坏和恐怖袭击是很重要的安全隐患。,3.油气管道光纤安全预警系统 防破坏监测,3.1 系统技术原理,光纤振动传感是一种融合了光纤和光干涉技术，利用光纤不仅作为传输而且作为传感探测器进行微震动监测的高科技设备。是一款为特殊行业和安防场合而设计的真正本质安全的监测系统。它以光学干涉理论为依据、以非平衡马赫-泽德（MachZehnder）/萨格奈克（Sagnac）的线型干涉结构为基础，通
6、过采用光纤传感技术、计算机技术、通讯技术和现代信号处理技术等技术手段完成长距离沿线信息的检测、采集、处理和传输，利用现代信号处理技术和信息智能分析技术对各种不同的振动信息进行分析和识别。,光纤振动传感的工作原理,实现对长距离沿线因施工、人为因素（如：施工挖断、被盗等）或自然灾害（如：地震、塌方、地基沉降、洪水、泥石流及山体滑坡等）造成损坏等事件进行预报警及准确定位，还可以提供长距离沿线发生危害事件的判别，用以确定事件的性质，从而更好的实现安全维护和管理。非常适用于长距离周界的安全防护。,光纤管道安全探测报警系统-系统软件,4.2 系统组成,光纤管道安全预警系统（振动型）-配置清单,光纤入侵探测
7、系统（定位型） -系统组成,国家规范 监测长度：60公里 检测范围：5米 空间分辨率：2米 定位精度：100米 报警率： 95% 响应时间：60秒,3.4 主要技术参数指标,1）系统对石油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、渗漏等行为及时识别、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。 2）系统可检测到最长为60km 光纤的分布机械振动量和声信号(如应变波或声发射波) 的扰动时,并能精确定位入侵点。 3）探测系统具有事前预警的能力，定位准，精度高。通过光纤可以追踪到管线附近的第三方入侵行为。 4）系统具有模式识别能力：识别不同的事件类型，包括渗漏、人工
8、挖掘、重型机械挖掘行为等。 5）运行稳定、可靠，全天候工作，无死角，形成连续监控区。 6）系统报警阈值根据环境配置。 7）系统具备自诊断功能、断纤报警。 8）远程报警控制软件，图形化报警显示，定位和分析。,3.4 主要技术系统功能,方案技术优势,4.油气管道光纤安全检测系统 泄漏检测,4.1 系统技术原理,4.2 系统组成,光纤管道安全探测报警系统（感温型）-配置清单,光纤类型：多模（短距离）、单模（远距离） 单路长距离测量时间：10 60S 测量距离：2KM 35KM 空间分辨率：0.5m， 定位精度：5m 测温精度：12.5 测温范围：-40130（特殊光纤可满足超低温和超高温）,4.4
9、主要技术参数指标,4.5 测温光缆,4.6 系统功能：光纤测温感知泄漏,光纤管道安全探测报警系统-系统软件,1）连续分布式测量 分布式光纤传感器是真正的分布式测量，可以连续的获得沿探测光纤几十公里的测量信息，误报和漏报率大大降低。同时实现实时监测。 2）抗电磁干扰，在高电磁环境中可以正常的工作。 光纤本身是由石英材料组成的，完全的电绝缘；同时光纤传感器的信号是以光纤为载体的，本征安全，不受任何外界电磁环境的干扰。 3）抗震防爆 探测光缆采用先进的安装、固定和保护方式，在强振动环境下也不会导致其受到撞伤、磨损等机械破坏，另外也不会影响光缆本身特性及监测的准确性。 4）灵敏度高，测量精度高。 理论
10、上大多数光纤传感器的灵敏度和测量精度都优于一般的传感器，恶劣工作环境仍然可以进行准确测量。 5）系统简单、安装维护方便 只要将沿测量路径铺设的光纤接到主机上就可以了。 6）本征防雷 光纤传感器由于完全的电绝缘，本身不通电，可以抵抗高电压和高电流的冲击。 7）测量距离远，适于远程监控 光纤的两个突出优点就是传输数据量大和损耗小，可以实现公里级的远程监测。 8）寿命长，成本低。 光纤具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特性，可以降低整个工程的营运成本。,4.7 本方案的技术优势,5.油气管道其他泄漏检测技术,五、油气管道其他泄漏检测技术,6.光纤检测与常规方法的对比,光纤检测与常规方法的对比,7. 油
11、气管道 光纤泄漏和防破坏检测 建设思路,7.1 建设目标,7.2 油气管道检测建设计划思路,建设一套光纤式油气管道泄漏检测系统和管道光纤安全预警系统（防破坏防挖掘探测系统）实现对多条油气管道的同时监测。可在新建和改线的管道的侧壁，沿这两条管道的轴向分别平行铺设传感光缆，从近端铺设至远端；也可利用现有的同向铺设的通信光纤。 在光纤线路的前端，将前端盒中的4芯光缆与管道通信光缆熔接，数据信号链接至末站控制室。 选取末站作业区控制室，作为该条管道运营安全探测的控制室。放置AP656-02B光纤振动入侵探测器（定位型）、AP658-03B分布式光纤感温信号处理器、计算机、软件系统。 采用传感光缆或者通
12、信光缆，实现油气管道的实时监测：泄漏、挖掘（打孔）-地点和时间。及时发现危险，并将危险及时的排除，保障油气管道营运的安全。 光纤式油气管道泄漏检测系统和管道光纤安全预警系统（防破坏防挖掘探测系统）的探测信号可以通过光纤通信，汇聚到分公司的集控中心，实现整个地区管网防护的实时安防监控。,7.2 传感光缆安装图,7.3 系统结构图,7.4 逻辑图,7.5 光纤检测方案技术优势,7.6 项目建设方式 实现项目创新：,8. 光纤入侵探测系统 智能分析误报技术,8.1 复核检测：测泄漏和防挖掘 泄漏的复合校验避免误报，实现精准探测。 温度：感知温度场的温差变化； 振动：感知喷射冲击运动或声信号(如应变波
13、或声发射波) 的扰动。,将报警信号分为独立的两路信息，进行信号的时间、性质、位置、波形等相关性分析，当两路（芯）信号具有一定的相关性时，分析判定为入侵报警。相关性较弱，则为干扰和噪声信号，做滤波处理。这将有效的减少95%以上的干扰和噪声信号，极大地降低误报信息。,8.2 降低误报：相关性对比分析,波形信号经过傅里叶转换，进行特征频谱分析，提高探测率，降低环境噪音误报。 信号分析： 通过记录行为历史信号，分析现场活动与光纤信号的关联，分析和建立多种异常信号事件，智能建立新的报警模式和外界干扰模型、模式库。提高行为识别率，智能判断事件类型，降低误报率。 外界环境分析： 智能自学习能力。系统不仅要识
14、别行为，还要识别外界干扰，具备未知行为或者干扰的自学习和自识别能力。建立环境和周边物体移动（车辆等）等的模态数据库。,8.3 智能识别和算法技术提高行为识别能力,采用智能识别和算法技术建立模态建模，提高行为识别能力。,正常状态波形,泄漏波形,挖掘波形,火车通过波形,9. 重难点地段管道变形监控 光纤光栅应变探测系统,9.1 系统组成,9.2 系统应用,应变监测:可对三个地段的重点部位探测的实时应变进行监测，监测周期为1s； 应变分布状态:依据结构上各测点的实测应变值, 进行特定的程序运算, 确定结构整体的应变分布状态, 并对极限状态进行报警。 应变超限报警：当应变超限时进行声光报警、油气管道光
15、纤光栅应变监测系统软件报警、外输出信号报警； 报警阀值设定：可根据不同部位、探测器类型和地址现状进行现场设定； 差变报警：当可根据应变的变化速率进行报警； 故障报警：可进行故障报警，并能精确定位故障点； 系统自检：可对系统内的光纤光栅解调器、传输光缆、光纤光栅表面应变计的运行状况进行实时自检，如故障及时报警，巡检周期为2s； 单点探测器位置查询：单点探测器的位置定位； 探测器温度变化曲线查询：可查询历史变化曲线； 探测器温度变化趋势预测：可对变化趋势进行自动分析、预测；,9.3 系统功能,新一代光纤传感技术，更智能、更优秀,www.gps-,73,光纤传感报警 - 应用,优质服务和优良技术保障项目品质,谢谢！,北京奥普智信光科技术有限公司 兰州奥普信息技术有限公司,
