光纖傳感技術(shù)在智慧城市、管網(wǎng)安全監(jiān)測方面的應(yīng)用-文檔資料

1、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(yīng)用智慧城市、管網(wǎng)安全監(jiān)測方面的應(yīng)用2行業(yè)趨勢行業(yè)趨勢-全球光纖傳感市場全球光纖傳感市場全球光纖傳感器消費(fèi)市場的預(yù)測（單位：十億美元）全球光纖傳感器消費(fèi)市場的預(yù)測（單位：十億美元）連續(xù)分布式光纖傳感器連續(xù)分布式光纖傳感器(DTS)市場增長勢頭強(qiáng)勁市場增長勢頭強(qiáng)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(yù)測和分析“我們預(yù)測，我們預(yù)測，2010-2015年連續(xù)分布式光纖傳感器的消費(fèi)價(jià)值將以平均年連續(xù)分布式光纖傳感器的消費(fèi)價(jià)值將以平均43.94的年增長的年增長率在增長率在增長。歐洲、中東、非

2、洲地區(qū)（EMEA）地區(qū)將引領(lǐng)相關(guān)市場。而未來而未來5年，亞太地區(qū)的消年，亞太地區(qū)的消費(fèi)量預(yù)計(jì)以年均近費(fèi)量預(yù)計(jì)以年均近50的速度增長，截至的速度增長，截至2017年，市場總?cè)萘繉⑦_(dá)到年，市場總?cè)萘繉⑦_(dá)到40億美億美金金”ElectroniCast國際業(yè)務(wù)總裁Stephen Montgomery說道。3行業(yè)趨勢行業(yè)趨勢-全球光纖傳感市場細(xì)分全球光纖傳感市場細(xì)分全球光纖傳感器應(yīng)用的主要行業(yè)：全球光纖傳感器應(yīng)用的主要行業(yè)：石油和天然氣：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：市政地下管道：供熱，污水，化工產(chǎn)品；民用基礎(chǔ)建設(shè)：民用基礎(chǔ)建設(shè)：橋梁、大壩、隧道、滑坡、邊界

3、安防等；軍用設(shè)施監(jiān)測：軍用設(shè)施監(jiān)測：噴氣發(fā)動機(jī)、火箭推進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)身結(jié)構(gòu)，邊界安全，火災(zāi)監(jiān)測；電力系統(tǒng)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；4城市地下管線是城市的血管和脈絡(luò)，它的安全運(yùn)行是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保證城市地下管線是城市的血管和脈絡(luò)，它的安全運(yùn)行是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保證! 青島青島“11.22”，大連，臺灣高雄等事故就是慘痛的教訓(xùn)！，大連，臺灣高雄等事故就是慘痛的教訓(xùn)！事故原因分析：事故原因分析：美國：美國：外力破壞：39.6%，腐蝕：22.5，1990年2005年；歐洲：歐洲：外部干擾：49.7

4、%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(shí)間內(nèi)事故的統(tǒng)計(jì)；中國：中國：2003年年2008年年，67.2%，腐蝕占3%；2013年，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(jì)。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(zāi)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(jì)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)趨勢行業(yè)趨勢-光纖傳感技術(shù)的必要性光纖傳感技術(shù)的必要性5行業(yè)趨勢行業(yè)趨勢-國家政策支持國家政策支持2014年年9月月5日，中石化集團(tuán)日，中石化集團(tuán)發(fā)表發(fā)表關(guān)于全面關(guān)于全

5、面開展中國石化智能化管線管理系統(tǒng)的通知開展中國石化智能化管線管理系統(tǒng)的通知,全全面治理管線生產(chǎn)運(yùn)行及安全管理問題，要求下面治理管線生產(chǎn)運(yùn)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(xiàng)資金，屬各子公司成立安全治理小組，拿出專項(xiàng)資金，進(jìn)行管線安全及智能化建設(shè)。進(jìn)行管線安全及智能化建設(shè)。2014年年6月月15日日，為加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理，保障城市安全運(yùn)行，提高城市綜合承載能力和城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，國務(wù)院國務(wù)院發(fā)布了國辦發(fā)發(fā)布了國辦發(fā)201427號文件關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指號文件關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見導(dǎo)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)

6、監(jiān)測和隱患事故預(yù)警等利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和隱患事故預(yù)警等先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)技術(shù)，積極推廣新工藝、新材料和新設(shè)備 。2014年年2月月，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部住房城鄉(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(yù)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)智慧城市地下管網(wǎng)安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)運(yùn)行管理和突發(fā)災(zāi)控預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)運(yùn)行管理和突發(fā)災(zāi)難事故的被動響應(yīng)式向主動反應(yīng)模式轉(zhuǎn)變難事故的被動響應(yīng)式向主動反應(yīng)模式轉(zhuǎn)變”的建設(shè)要求。首批國家智慧城市試點(diǎn)有90個(gè)，已有300多個(gè)城市開始進(jìn)行智慧城市的規(guī)劃。中石化中石化財(cái)政部財(cái)政部住建部住建部國務(wù)院國務(wù)院2014年年12月月26日：財(cái)政部日：財(cái)政部

7、 財(cái)建財(cái)建【2014】839號文號文關(guān)于開展中央財(cái)政支持地下綜合管關(guān)于開展中央財(cái)政支持地下綜合管廊試點(diǎn)工作的通知廊試點(diǎn)工作的通知中央財(cái)政對地下綜合管廊試點(diǎn)城市給予專項(xiàng)資金補(bǔ)助，直轄市每年5億、省會城市每年4億，其他城市每年3億。6“光纖即是傳感器”標(biāo)準(zhǔn)的通信用光纖(G652、G655等 )光纖傳感技術(shù)介紹光纖傳感技術(shù)介紹后向散射光提供每米一個(gè)測點(diǎn)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(dá)技術(shù)光纖激光雷達(dá)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會沿著光纖散射回來。這一后向散射光（拉曼散射光）后向散射光（拉曼散射光

8、）進(jìn)行實(shí)時(shí)信號分析處理，就可以獲取整根光纖的溫度應(yīng)變曲線，從而達(dá)到實(shí)時(shí)溫度應(yīng)變測量監(jiān)測的功能。7n可應(yīng)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(shí)時(shí)報(bào)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(shí)時(shí)檢測及定位n極高的準(zhǔn)確率及極低的誤報(bào)率n一根光纜可同時(shí)進(jìn)行溫度應(yīng)變檢測及通信n耐高溫、低溫，遠(yuǎn)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(yīng)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；n系統(tǒng)針對監(jiān)測需求可在GIS平臺下智能報(bào)警

9、功能。光纖傳感技術(shù)特點(diǎn)光纖傳感技術(shù)特點(diǎn)8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(hù)產(chǎn)品方案全防護(hù)產(chǎn)品方案其他領(lǐng)其他領(lǐng)域應(yīng)用域應(yīng)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(hù)、預(yù)警方案護(hù)、預(yù)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(zāi)報(bào)警解決方案火災(zāi)報(bào)警解決方案9利用光纖振動檢測原理，可以實(shí)現(xiàn)油氣管道沿線振動情況的實(shí)時(shí)檢測報(bào)警和定位，實(shí)現(xiàn)對打卡盜油、挖掘機(jī)挖掘振動等的檢測、報(bào)警。并進(jìn)一步通過特征值的獲取，進(jìn)行不同振

10、動源的識別。產(chǎn)生報(bào)警的振動靈敏度可根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)試。通過靈敏度的現(xiàn)場調(diào)試可有效過濾風(fēng)、雨、車輛通過等自然振動信號。光纖傳感管道振動監(jiān)測方案光纖傳感管道振動監(jiān)測方案智慧城市智慧城市-管道入侵預(yù)警監(jiān)測方案管道入侵預(yù)警監(jiān)測方案10 市政供熱管道，管道內(nèi)熱水或蒸汽的溫度非常高，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏點(diǎn)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(diǎn)進(jìn)行定位。光纖傳感供熱管道泄漏監(jiān)測方案光纖傳感供熱管道泄漏監(jiān)測方案智慧城市智慧城市-供熱管道泄漏監(jiān)測方案供熱管道泄漏監(jiān)測方案11 原油輸送傳輸過程中，管道內(nèi)原油需要加溫、加壓傳輸，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏點(diǎn)的溫

11、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(diǎn)進(jìn)行定位。光纖傳感輸油管道泄漏監(jiān)測方案光纖傳感輸油管道泄漏監(jiān)測方案智慧城市智慧城市-輸油管道泄漏監(jiān)測方案輸油管道泄漏監(jiān)測方案12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(diǎn)進(jìn)行定位。光纖傳感天然氣管道泄漏監(jiān)測方案光纖傳感天然氣管道泄漏監(jiān)測方案智慧城市智慧城市-天然氣管道泄漏監(jiān)測方案天然氣管道泄漏監(jiān)測方案13 市政燃?xì)?、輸油、化工等管線等泄漏后，其可燃?xì)怏w易擴(kuò)散、易燃爆等危險(xiǎn)性，需要在地下空間進(jìn)行泄漏檢測。利用這些氣體報(bào)警傳

12、感器，將市政氣體泄漏檢測的觸角延伸到每個(gè)角落。通過采集報(bào)警數(shù)據(jù)，進(jìn)一步進(jìn)行集成，最后形成智慧管網(wǎng)安全監(jiān)控中心氣體報(bào)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）光纖傳感甲烷泄漏監(jiān)測方案（管道井）智慧城市智慧城市-天然氣管道泄漏監(jiān)測方案（管道井）天然氣管道泄漏監(jiān)測方案（管道井）14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(yùn)行狀態(tài)比較穩(wěn)定的管道。其原理是利用管道泄漏時(shí)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(dá)的時(shí)間差計(jì)算泄漏發(fā)生的位置。智慧城市智慧城市-次聲波管道泄漏監(jiān)測方案次聲波管道泄漏監(jiān)測方案次聲波法泄漏監(jiān)

13、測方案次聲波法泄漏監(jiān)測方案15智慧城市智慧城市-地鐵隧道火災(zāi)監(jiān)測方案地鐵隧道火災(zāi)監(jiān)測方案光纖傳感地鐵火災(zāi)報(bào)警監(jiān)測方案光纖傳感地鐵火災(zāi)報(bào)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(yán)重危害，比地面的火災(zāi)后果嚴(yán)重?cái)?shù)倍。因此，此類區(qū)域火災(zāi)的預(yù)防就顯得尤為重要。光纖傳感火災(zāi)報(bào)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)的溫度變化，并準(zhǔn)確定位。16智慧城市智慧城市-網(wǎng)絡(luò)健康診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)健康診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)健康診斷系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)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(luò)通斷，關(guān)系著人民的日常生產(chǎn)和生活，這些

14、部門的網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫，終端設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要，他們是城市穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。NHDS系統(tǒng)，可以724小時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各部門網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)終端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為故障查找和定位提供實(shí)時(shí)監(jiān)測服務(wù)。17項(xiàng)目背景：項(xiàng)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(dāng)?shù)厝嗣裆钤斐蓢?yán)重的安全隱患，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(jìn)行實(shí)時(shí)的泄漏監(jiān)測，并能夠精確定位。解決方案：解決方案： DTS方案，由于技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，實(shí)時(shí)性，定位準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，順利勝出，至今仍應(yīng)用在紐約曼哈頓區(qū)的供熱管網(wǎng)監(jiān)測中。美國紐約曼

15、哈頓區(qū)供熱管網(wǎng)監(jiān)測項(xiàng)目美國紐約曼哈頓區(qū)供熱管網(wǎng)監(jiān)測項(xiàng)目18項(xiàng)目背景：項(xiàng)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)地下供熱管線綜合監(jiān)控管溝內(nèi)地下供熱管線（一期25km）的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并能在泄漏時(shí)實(shí)時(shí)報(bào)警，精確定位泄漏點(diǎn)。解決方案：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(gè)高新區(qū)管網(wǎng)進(jìn)行全線、連續(xù)、分布式監(jiān)測、報(bào)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(xiàng)目青島高新區(qū)綜合管溝專業(yè)管線監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目19一期一期25公里地下管廊：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

16、視頻和閥門關(guān)斷的 聯(lián)動建設(shè)。在泄漏發(fā)生時(shí)，自動 開啟攝像頭、并自動給出關(guān)斷閥 門的預(yù)案，并能遠(yuǎn)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(xiàng)目青島高新區(qū)綜合管溝專業(yè)管線監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目20 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(hù)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(jī)械（挖掘機(jī)）施工等情況，并進(jìn)行準(zhǔn)確定位。管道防護(hù)系統(tǒng)（硬件管道防護(hù)系統(tǒng)（硬件+軟件）：軟件）：中石化山東天然氣某管道監(jiān)測方案中石化山東天然氣某管道監(jiān)測方案軟件平臺軟件平臺硬件設(shè)備硬件設(shè)備21軟件平臺的入侵模式識別系統(tǒng)：軟件平臺的入

17、侵模式識別系統(tǒng)：中石化山東天然氣某管道監(jiān)測方案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)測泄露監(jiān)測和業(yè)界獨(dú)有的入侵模式識別系統(tǒng)業(yè)界獨(dú)有的入侵模式識別系統(tǒng)，能夠?qū)Σ煌愋偷娜肭中袨檫M(jìn)行區(qū)分，識別有害入侵行為，包括車輛（汽車、火車）通過，人工破壞，打卡盜氣，大型機(jī)械（挖掘機(jī)）施工等情況，并進(jìn)行準(zhǔn)確定位。22項(xiàng)目背景項(xiàng)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(fù)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(diǎn)的定位及盜采報(bào)警一直是困擾著油田。解決方案解決方案: 利用分布式光纖溫度檢測系統(tǒng)分布式光纖溫度檢測系統(tǒng)解決了對石油泄漏的實(shí)時(shí)報(bào)警以及對泄漏點(diǎn)準(zhǔn)確定位實(shí)時(shí)報(bào)警以及

18、對泄漏點(diǎn)準(zhǔn)確定位；同時(shí)利用光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對盜采的預(yù)警及定位光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對盜采的預(yù)警及定位。項(xiàng)目結(jié)果項(xiàng)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(jìn)行了測試，對測試結(jié)果非常滿意，認(rèn)為我們的定位準(zhǔn)確，報(bào)警及時(shí)。中石化華北油田項(xiàng)目案例中石化華北油田項(xiàng)目案例23項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景: 2014年，為西北油田某采油廠解決其油氣混輸管道油氣混輸管道的泄漏監(jiān)測問題。解決方案解決方案: 利用分布式光纖溫度檢測系統(tǒng)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(shí)時(shí)報(bào)警以及對泄漏點(diǎn)準(zhǔn)確定位。項(xiàng)目結(jié)果項(xiàng)目結(jié)果: 油田方面認(rèn)為我們的定位準(zhǔn)確，報(bào)警及時(shí)。中石化西北油田項(xiàng)目案例中石化西北油田項(xiàng)目案例24項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景: 2012年，勝利油田某油區(qū)組織