基于分布式光纤声波传感技术(DAS)的地下管道、隧道侵入监测方法研究

摘要

地铁隧道沿线入侵事件造成地铁线路变形破坏，地下管道沿线人为破坏、野蛮施工引发安全事故与财产损失，有必要在隧道沿线与地下管道沿线进行监测与预警，及时发现入侵破坏处，进行阻止或者及时开展补救维修降低事故损失。分布式光纤声波传感(DAS)技术，具有动态在线监测、大范围密集测量、方便布设免维护等独特优势。通过在地下轨道交通、地下管道沿线布设分布式光纤，采用DAS技术对光纤沿线外界扰动进行监测，针对传统的时频分析算法不适用分析DAS信号，笔者采用基于优化S变换的时频分析方法，将DAS信号变换到时间-频率域，根据不同振动信号的时频特征差异，在时间频率域对不同振动信号进行分类识别、精确定位，并对超过阈值的侵入信号进行预警。通过数值模拟分析以及实际地铁线路区间DAS监测实验，结果表明基于优化S变换的DAS监测方法技术，对不同主频振动信号具有较强识别监测能力，并且具有监测距离长、响应及时等特点，可以实现长距离、大范围密集测量、动态、实时监测预警，为城市地下管道、地下轨道交通沿线监测提供了一种快速准确的解决方案。

关键词

分布式光纤声波传感(DAS) / 监测预警 / 时频分析