在我国经济飞速发展的今天，管道运输已成为社会进步不可或缺的一环，广泛应用于国防、工业、生产、国民经济、人民日常生活中。随着石油和天然气产量和需求量的剧增，管道运输已成为陆上油气运输的主要方式，以其运量大、占地小、封闭运输损耗低等优越性而成为首选。管道是石油工业的命脉，所有的石油产品至少要经过一次管道输送，通常经过多次输送。同时天然气、自来水管道等也已经成为国民经济发展的命脉，但随着城市管线的增多，管龄的增长，由于施工缺陷、管线腐蚀老化和人为破坏的存在，泄漏事故频频发生，给人们的生命财产和生存环境造成了巨大的威胁。

光栅光纤传感器凭借自身抗电磁干扰、电绝缘性能好、耐腐蚀、体积小、传输损耗小、传输容量大、测量范围广等优点在管道沉降监测中得到广泛应用。当前，光纤传感器技术发展日趋成熟，应用领域广泛，在各领域中的应用很多展现出蓬勃发展的态势，极有可能替代传统的传感器。在光纤传感方面，光纤光栅技术又为光纤传感技术的发展开拓了新的领域，光纤光栅传感器质量轻、体积小、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰，具有良好的长期稳定性和耐久性。正是由于光纤光栅传感器具有上述优点，因此在管道监测中应用了自主开发的光纤光栅应变、温度、位移、压力传感器。

本文提出了一种基于光纤光栅应变传感器的管道沉降智能化监测方案，利用光纤光栅应变传感器监测管道的应力变化，便于工作人员实时掌握管道的沉降量，实时监测管道的健康状态。

1 方案目标

本项目以科学发展为指导，以保障人民群众生命财产安全，维护社会稳定，促进和谐社会建设为出发点，积极寻求油气管道新型在线无损沉降监测技术研究的着力点和切入点。

开展能源管线连续实时监测，模拟管线不均匀沉降，将工程试验开发的管线不均匀沉降定位和监测预警系统移植至工程现场，检验其可靠性。

（1）建立示范段能源管线在线无损监测及预警系统

在示范段管线现场，通过布设新型管道监测光纤光栅传感器阵列，捕捉识别管网在发生不均匀沉降的异常信号，对复杂环境下管道不均匀沉降进行系统的在线监测，形成管网结构健康实时监测和预警的光纤传感网络系统。

（2）建立示范段能源管线安全控制系统示范平台

采用数值模拟与现场试验相结合的方法，建立能源供应管网损伤程度与管线安全性能性能劣化等级评定标准，实现管线安全控制的GIS三维可视化平台，形成能源管线安全控制平台系统集成。

（3）检验管线结构安全监测系统的有效性和可靠性

在确保安全的前提条件下，通过适当的人工方式引发示范段管线不均匀沉降，检验已开发的管线结构安全监测系统的有效性和可靠性，在此基础上进行更新和完善。

通过以上示范段管线安全监测平台的建设，实现如下目标：

a）实现管线不均匀沉降实时监测、沉降点快速定位及预警功能；

b）实现轴向变形监测预警功能；

c）形成管线安全状况分级管理机制。

在此基础上，力争在区域乃至全国范围内推广，使得该项技术能够产业化，以此解决能源管线系统安全问题，预防管道事故的发生，避免缺乏监控引起的错失抢修最佳时期，保护城市人民生命财产安全。