国家管网管道安全迭代升级，光纤预警系统崭露头角

一、引言

近期，国家管网针对光纤预警系统的招标工作引发了广泛关注，国家管网作为国家能源输送的关键动脉，其安全稳定运行对于保障能源供应、推动经济发展和维护社会稳定至关重要。在各类安全防护措施中，光纤预警系统正逐渐走入我们的视野，成为守护国家管网安全的重要“卫士”。这不仅是一次技术装备的更新迭代，更意味着进一步提升管道安全监测的精准度和及时性，为能源安全保驾护航。

二、分布式光纤系统在管道方面主要应用领域

（一）管道泄漏监测

原理：基于光的散射和光时域反射定位原理，当管道发生泄漏时，泄漏点周围的温度、压力等物理参数会发生变化，从而导致光纤中传输的光信号产生相应的变化，如光的强度、相位等。通过对这些光信号变化的监测和分析，可以实现对管道泄漏的检测和定位。

优势：与传统的泄漏监测方法相比，分布式光纤系统具有检测距离长、灵敏度高、实时监测等优点，能够在管道泄漏的早期阶段及时发现问题，为采取有效的应急措施争取宝贵时间，减少泄漏造成的经济损失和环境污染。

案例：浙江省网公司利用衢州分布式光纤试验场开展了天然气管道泄漏监测的应用研究，成功监测了不同泄漏孔径的气体泄漏信号，为天然气管道的安全运行提供了有力保障。

（二）清管作业跟踪监测

原理：清管器在管道内运行时会与管道壁发生摩擦和碰撞，产生振动信号。分布式光纤系统可以采集这些振动信号，并通过对信号的分析和处理，实现对清管器位置和运行状态的实时跟踪。

优势：相比传统的人工和点式传感器监测方式，分布式光纤系统能够实现清管作业的在线跟踪，提高监测的准确性和可靠性，同时减少人力物力的投入。

案例：浙江省网公司于2023 年利用分布式光纤声波传感器系统在金华站至履坦阀室段进行清管器追踪测试，定位误差在 50 米范围内，取得了良好的监测效果。

（三）地质灾害监测

原理：当管道沿线发生地质灾害，如滑坡、泥石流等时，会对管道产生挤压、拉伸等作用力，导致光纤发生应变，进而引起光信号的变化。通过对光纤信号的监测，可以及时发现地质灾害的发生，并为采取相应的防护措施提供依据。

优势：能够实现对管道沿线地质灾害的长期、实时监测，提前预警，为管道的安全运行提供重要的保障。

（四）管道安全预警与防护

原理：分布式光纤系统可以实时感知管道周围的人员活动、机械操作等事件产生的振动信号，当信号超过设定的阈值时，系统会立即发出预警信息，并通过网络将信息传输至管理系统，以便管理人员及时采取措施进行处理。

优势：系统具有较高的灵敏度和定位精度，能够快速准确地识别威胁事件的类型和位置，可以实现对管道周边大范围的实时监测，无需人工巡检，不受天气等因素的影响，能够有效弥补传统巡检方式的不足，及时发现潜在风险，为管道的安全防护提供有力支持，有效防止人为破坏、非法占压等安全事故的发生。

案例：台州市城市天然气有限公司应用的光纤振动预警系统，在沿天然气管线设置了 492 个报警监测点，对高压天然气管网运行情况进行 24 小时全天候监测，实时掌握管线周边动态，一旦发现异常能迅速将情况传至智慧调控中心和巡查人员，不仅可以精准定位安全隐患点位，还将管线周边施工作业发现时间由原来的平均 4 小时缩短到 3 分钟以内，大幅度提升了现场处置能力，有效避免了重大燃气事故的发生，同时提升了高压天然气管网数智化管控水平，为安全高效输配气提供了有力保障。该公司 2024 年的输配气量较去年同期增长 26%，这一成绩的取得与光纤预警系统的有效运行密不可分，充分体现了其在保障管道安全稳定运行、提升能源供应效率方面的重要作用。

三、行业发展趋势与技术创新

（一）全球油气管道监测智能化趋势

在全球范围内，随着油气管道建设的不断推进和管道运行年限的增长，对管道安全监测的智能化需求日益凸显。许多国家和地区都在积极探索和应用先进的光纤预警技术，以提升管道安全管理水平，降低运维成本和风险。

例如，在欧洲，一些国家利用光纤传感技术结合大数据分析和人工智能算法，对跨国油气管道进行实时监测和智能诊断，实现了对管道微小泄漏和潜在安全隐患的早期发现与预警，有效避免了重大事故的发生，同时优化了管道维护计划，提高了运营效率。在北美地区，部分管道运营商采用了基于光纤的分布式声学传感（DAS）技术，能够对管道沿线的声音信号进行高精度采集和分析，不仅可以检测到第三方施工和地质灾害等外部干扰，还能通过对管道内部流体声音的监测，提前发现管道腐蚀、堵塞等内部缺陷，为管道的预防性维护提供了有力支持。

（二）项目成功运行对管道的影响

光纤预警系统项目的成功运行，将对管道的安全管理和运营产生深远的积极影响。通过先进的光纤传感技术，系统能够实时、精准地监测管道沿线的各种潜在安全威胁，如第三方施工、地质灾害、人为破坏等，并及时发出预警信号，为管道运维人员提供充足的时间采取应对措施，有效降低事故发生的风险，保障管道的安全稳定运行。

系统的应用还将推动管道安全智能化水平的提升。大量的监测数据通过智能算法进行分析处理，能够实现对管道安全状况的智能诊断和预测，为管道维护、检修和管理决策提供科学依据，优化资源配置，提高运营效率。同时，智能化的监测与预警系统也有助于减少人工巡检的工作量和成本，降低运维人员的工作强度和安全风险，使他们能够更加专注于处理关键问题和执行重要任务，进一步提升整体管理效能和竞争力，为国家能源供应的安全稳定保驾护航。

四、结语

在管道运输日益重要的今天，保障管道的安全运行成为了关键任务。国家管网通过引入先进的光纤预警技术和设备，进一步强化其安全监测能力，有效预防各类潜在安全事故的发生，确保能源输送的稳定与可靠，为国家经济社会的持续健康发展提供坚实的能源基础保障。