长输油气储运管道光纤通信系统组网技术分析
摘要：作为长输油气储运管道工程的重要部分，通信系统承担着管道生产与运行数据传输的责任，保障着管道的安全运行。根据长输油气管道的通信业务需求，采用光纤通信技术优化设计管道通信方案，完成管道沿线视频监控图像的通信，实现对管道安全的监测预警，尽可能的延长管道使用寿命。
关键词：长输油气管道；油气储运；光纤通信系统；组网技术
引言：现代化光纤通信技术的发展，使该项技术在通信传输领域占据重要的地位。长输油气储运管道以光纤为通信传输业务，建立了光纤通信系统，依靠系统组网技术保护油气管道的安全运行。
1.
长输油气储运管道光纤通信的基本要求
过去通信系统首站与末站之间会租用中国电信2Mbps带宽的数字电路为SCADA数据传输通信方式，再租用1条同样带宽的中国移动数字电路为备用通信方式，从而满足数据传输需求。随着长输油气储运管道的发展，周围环境日益复杂多变，管道敷设难度加大，有必要根据数据通信的需求从原本的两点传输方式转为末站、首站、阀室间的多借节点数据传输。具体技术的应用需求大致如下：（1）SCADA数据业务包含生产运行和控制类的业务，要求传输时时延小且误码率较低，通信系统数据传输的速率不能低于128kbps。（2）话音通信业务需求，要求流量小，保证企业生产调度正常运转。（3）工业电视监控与监测报警的业务需求，要求首站、阀室、管线周围的摄像机到末站间的数据安全传输，带宽不能小于2.4Mbps。（4）油气管道安全监测与预警业务，采用传感技术监测破坏事件，并对这类事件做好提前预警与故障定位，要求预警信息的数据传输带宽达到128kps以上[1]。 1.
长输油气储运管道光纤通信系统组网技术
2.1优化光纤通信技术方案
2.1.1SDH光通信组网方案
长输油气储运管道运行期间，应用光纤传感技术，将通信光缆作为光线传感器，对管道四周的振动情况展开长距离监测，以此完成对管道的监测和定位。管道应用了SDH同步光传输系统组网方式，同时配备了多业务接口设备，以便数据和图像的传输。油气管道一般相对独立，没有和光缆互联，所以建议使用线性结构，采取点对点的连接方式，在建设管道的同时和管道同沟敷设光缆，阀室位置设置SDH光通信设备，传输速率等级可以达到STM-1，该处的设备可以成为接入层节点，应用线性0+1MSP的方式完成通道保护，保证光通信网运行的安全性和可靠性。
浅谈通信光缆预警系统在杭嘉线管道安全防范中的应用
摘 要：全文介绍了在长输管道同沟敷设光缆的方式进行数据通信时，选取光缆中3芯单模光纤，构成分布式光纤微振动传感器检测管道沿线的振动信号，可以有效地实现管道周围险情的预警和定位，文章阐述了预警系统的原理和在杭嘉线工程试验段的应用。
关键词：光纤；传感器；预警；定位
1 概述
长输油气管道担负着我国能源生命线的重要作用，但是管道沿线的非法施工容易造成管道的破坏，由于地方经济发展较快，长输管道沿线第三方活动愈加频繁，管道保护及巡检工作难度加大，所以实时的防护、预警变得极为重要。提取通信光缆的3芯，在站场两端加控制器，光缆沿线不需要任何有源器件的情况下可提供长距离的安全预警监控。可以检测出长距离光缆沿线的震动信息的光纤分布式传感技术取得了较大的发展。当某段光缆附近出现自然灾害、施工作业等产生震动的信息时，光纤传感设备可以提供告警信息至控制中心，实现险情的预警和有效定位，及时告知线路维护人员采取有效措施，快速找到事故发生地，防止或及时修护光缆和管道，保证管道安全和通信畅通。 2 系统原理及构成
2.1 系统目的
通过光纤微振动预警系统可以实现对地下管线由第三方施工导致的泄露，人为钻孔盗油以及管线腐蚀老化泄露的实时在线监测。在探测微振动信号的基础上做出报警事件的判断，同时实现预警定位，最终实现预先报警。
2.2 系统原理
利用与管道同沟敷设的光缆作为分布式土壤振动检测传感器，部分纤芯用于信号传输，部分纤芯作为安全防范应用中的传感器。对油气管道沿线的土壤振动情况实时长距离连续实时监测。通过报警控制器的特殊算法和分析处理，实现报警及定位功能。
光纤微振动预警系统基于激光干涉原理，能够对微米量级的光缆形变进行准确测量，同时在振动波形测量的基础上进行对振动的实时定位。如图2 所示，外界振动会使在光缆中传输的光波的传输相位发生变化，从而导致干涉特性的改变。通过检测干涉信号可以得到外界振动信号，通过对振动信号的波形进行分析可以做出报警判断，同时通过定位算法可以得到振动位置，并实时显示在系统软件界面上，同时给出报警点位的GPS坐标，实现报警事件的定位。
基于通信光缆的光纤油气管线预警系统
林文台;张春熹;李立京;梁生;钟翔;李勤;冯秀娟
【期刊名称】《测试技术学报》
【年(卷),期】2012(026)002
【摘 要】提出了一种以光纤分布式扰动传感器为核心,通过随油气管线一同敷设的标准通信光缆为传感介质的新型光纤管线预警系统.该系统利用激光干涉的原理对扰动信号进行实时探测,从而实现对挖掘、偷盗和第三方破坏等事件导致的扰动的实时监测和定位,从而达到管线安全预警的功能.该预警系统成功研制后分别在津唐输油处石油管线和杭州至嘉兴天然气管线进行了多次外场测试,该系统能在长达60
km的管线上实现250m的定位精度,具有很好的定位稳定性.其测试结果表明:与传统油气管线监测手段相比,该系统具有无需外场供电、本质安全、灵敏度高,监测距离长、可定位以及可预警监测等技术优势,是未来油气管线监测的发展趋势.
【总页数】6页(P179-184)
【作 者】林文台;张春熹;李立京;梁生;钟翔;李勤;冯秀娟
【作者单位】北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室,北京100191;北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室,北京100191;北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室,北京100191;北京交通大学物理系,北京100044;北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室,北京100191;北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室,北京100191;北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室,北京100191
【正文语种】中 文 【中图分类】TP212.14
【相关文献】
1.基于Φ-OTDR技术的通信光缆险情定位与预警系统设计与实现 [J], 王培国;杨斌;李泽;卢大兴
2.利用通信光缆预警系统在管道安全防范中发挥作用 [J], 王立新
3.基于光纤干涉技术的通信光缆险情预警系统设计 [J], 郑军;王培国;黄炜
4.基于短栅区光纤光栅传感器的油气管线腐蚀在线监测系统研究 [J], 刘海锋;王虎;刘伟;曹宏远;刘波
笫 ２卷第９期（２０１３．０９）（仪表电气） 原油集输系统可视化预警指挥系统 刘杨 吉林油田公司储运销售公司 摘要：站库可视化预警指挥系统通过对储运站库设备设施进行直观可视化管理、危险源识 别和ＱＨＳＥ作业指导可视化培训、自动化监控系统综合预警指挥可视化等关键技术的具体研 究，结合生产运营实际情况，利用计算机手段，实现直观的、可视化的安全预警和生产指挥统 系统。该系统可有效地解决目前缺少集输生产管理与控制、安全预警与应急指挥于一体的现代 化、直观化及智能化生产指挥的技术难题，真正做到站库和管道安全生产可视化，为站库安全 生产和经营管理在科学技术层面提供可靠的支撑。 关键词：集输系统；储运；可视化；系统 ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００６—６８９６．２０１３．９．０６４ 由于原油长输管线遍布整个油田矿区，每一条 管线或每个输油泵站 现问题，都会影响正常的生 产运行。因此在原油集输系统生产运行数字化技术 研究领域必须密切跟踪国内外原油集输系统的先进 技术，以先进技术为支撑，积极探索新技术应用的 方法和途径 。经过多年的努力，原油集输系统站 库可视化预警指挥系统初步建成，该系统的成功应 用为原油集输系统的安全、平稳、高效运行奠定了 坚实的基础。 站库可视化预警指挥系统通过对储运站库设备 设施进行直观可视化管理、危险源识别和ＱＨＳＥ作 业指导可视化培训、自动化监控系统综合预警指挥 可视化等关键技术的具体研究，结合生产运营实际 情况，利用计算机手段，实现直观的、可视化的安 全预警和生产指挥统系统。陔系统可有效地解决目 前缺少集输生产管理与控制、安全预警与应急指挥 于一体的现代化、直观化及智能化生产指挥的技术 难题，真正做到站库和管道安全生产可视化，为站 库安全生产和经营管理在科学技术层面提供可靠的 支撑 １ 系统组成 站库预警可视化指挥系统主要由操作系统层、 ＳｕｐｅｒＭａｐ和Ｇｅｏ Ｓｔａｒ是国产ＧＩＳ软件。但是ＧＩＳ与 ＣＡＤ系统都能很好的把目标和参考系联系起来，空 间坐标系两者都有，网形数据拓朴关系的描述也都 能达到要求，也都能处理非图形属性数据。 ３ 测图数据与ＧＩ ｓ数据一体化生产 如何利用计算机表达和管理地理空间对象及其 特征是地理信息系统的核心技术。地理要素空间对 象特征包含了空间特征和属性特征，空间特征又分 为空间位置和拓扑关系。空间对象的数字表达有两 种主要形式：一种是基于矢量的表达，另一种是基 于栅格的表达。矢量形式是地形图使用最多的空间 对象的计算机表达，在地形网数据中，地理要素中 地物符号、一些线划都用坐标表示。在ＧＩＳ系统 中，每个点是以面的空间坐标及属性表示，线以字 符串的空间坐标表示，在空间数据库中以每个对象 作为一条记录存储。栅格数据结构是利用规则格网 划分地理空间，形成地理覆盖层，每个空间对象映 射到相应的地理格网中来表示地理位置，每个格网 记录相对应的空间对象的标识或类型。要视地理信 息系统的内部数据结构和地理信息系统的用途采用 哪一种数据结构。 ４ 结语 数字测绘是地理信息系统的主要技术基础，而 ＧＩＳ系统主要用于空间分析方面，一个功能完善的 ＧＩＳ系统可以包含地形冈的输出、输入所有功能， 此外还应具有空间拓展分析、＿二维建模等功能。在 很多情况下，数字制图系统与ＧＩＳ系统两者很难界 定，若要建立一个具有决策支持能力的ＧＩＳ应用系 统，需要对多层的图形数据和属性数据进行深层次 的空间分析，如地形分析、缓冲区分析、叠置分析 等，获取有用的规划、管理和决策的信息。对ＧＩＳ 数据与数字测图数据进比较，分析两者之间的共性 和差异，通过引入ＧＩＳ数据模型，提Ｈ１数据库与图 形一体化的生产模式。这种模式会在很大程度上节 省生产成本，提高Ｔ作效率。 （栏日主持 梅君） ——１０６ 油气田地面工程（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑ￣ｄｍｇｃ．ｃｏｍ）
