[實用新型]一種基于光纖傳感的城市管網防侵入報警裝置

有效

• 申請號: 201420681096.8
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN204155380U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 賈波;唐璜;黃倩儀
• 申請（專利權）人: 廣東復安科技發展有限公司
• 主分類號: G08B13/02
• 分類號: G08B13/02;G08B13/08
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 李玉平

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感技術領域，具體是涉及一種基于光纖傳感的城市管網防侵入報警裝置。

背景技術

城市市政安全設施中，有大量地下工程，包括八大管道（給排水、通訊、電力、燃氣…..等）。這些地下公社設施和市政設備的安全，對于構建和平城市具有重大意義。長期以來，城市安全建設存在“重地上輕地下”不足，由此帶來安全隱患。例如多處城市內澇造成地下井蓋遺失傷及人員安全；多地電纜溝長期非法人員侵入，盜竊電力線纜等。

近年來，在各地廣泛開展的智慧城市建設中，一種基于光纖的振動探測技術逐步被用于地下設施的安全監控。

該技術是利用了光纖干涉技術能夠對光纖鋪設區域的環境振動實現傳感并定位的原理。利用具有振動傳感功能的光纖（光纜），鋪設于城市地下管道（溝渠），從而實現對長距離地下設施的安全監控。、

但對于城市市政地下設施而言，最重要的安全監控應集中在各種地下設施的地面開口，通過監控井蓋的非法和意外開啟，來監測人員的非法進入、防止井蓋遺失造成的區安全隱患。因此，如何實現地下設施的安全監控，最主要的環節是實現對各種井蓋口的準確、實時監控。為此，本設計方案提出了一種全新的井蓋監控技術，與光纖振動傳感技術相結合，由此構建適合于城市地下設施安全管控的長距離監控系統。

維護基礎設施的安全是社會穩定、經濟快速發展的一個基本要求。對通信光纖（包括海底光纖）、高壓電網、輸油管道、輸氣管道、電纜溝等基礎設施進行安全監測，不僅是這些設施實現技術性功能的保障，更是避免造成重大經濟損失、維護社會穩定發展的有效手段。特別是隨著基礎設施建設的快速發展，呈現出區域分布廣、復雜程度高、重要性進一步提高的新特點，這就使得基礎設施受到危害的范圍、頻率也隨之增加，安全監測的難度、重要性也相應增加。據不完全統計，僅中國每年因外界破壞而造成的管道泄漏或爆炸上千余次，直接經濟損失達幾億元。由此帶來的環境污染、商業信用等損失更是難以估量。

為了維護干線的完整性，防止第三方破壞，直接負責管道、電網、通信網等運營部門已經投入了巨大的人力和財力。各級政府和社會各界也非常關注，從專項立法到具體防范、輿論宣傳、專項治理等方面都做了大量的工作。國務院曾召開電視電話會議，部署開展輸油管道生產治安秩序專項行動，公安部也加大了打擊盜油犯罪的力度，并收到了一定的成效。

各種管道運輸安全監測技術在這種強烈的市場需求中應運而生并不斷發展，目前已有的管道安全生產監測技術主要有“管內流體力學狀態檢測技術”、“分布式光纖溫度和應力監測技術”、“聲波監測技術”、“M－Z光纖干涉技術”、“OTDR光時域反射技術”、“單芯反饋式光纖干涉技術”等。

由于長距離干線的監測，容易受電磁干擾的影響且長距離供電的困難性，因此，光纖類技術成為了進行電力、通信和油氣管道等行業的安全監測和預防人為破壞的主要技術手段。光纖傳感器是以光學理論為基礎，將非光量轉化為光量進行測量。以光纖作為信息傳遞媒介的傳感器具有一系列其它傳感器無法比擬的優點：不受電磁場干擾，能應用在強電磁場的場合；不會產生電磁騷擾；感應端無需供電，使用、維護方便；耐腐蝕、本質安全等等。而且光纖定位監測能夠對威脅管道安全的各種行為進行早期監測、定位和預警，“未雨綢繆”，給管道維護者留出足夠時間來制止破壞或強化防范的話，就會徹底扭轉運營部門當前這種被動堵漏的不利局面，從根本上避免損失。

目前已有的光纖類長距離定位監控技術主要包括“分布式光纖溫度和應力監測技術”、“M－Z光纖干涉技術”、“OTDR光時域反射技術”、“單芯反饋式光纖干涉技術”，各類技術原理相異，達到的效果也各有不同。但基本的原理都是通過光纖感應直接觸及光纖，或通過土壤、構筑物等介質傳遞的機械振動、沖擊量、聲音等振動信號。需要進行安全監控的油氣管道、通信干線光纖、電纜等物質往往埋于地下，所以用于安全監測的光纖也需沿監護管線進行埋設。傳統的布設方法是將鎧裝光纖沿防護物周邊進行直接布設，光纖是通過土壤傳遞的機械振動、沖擊量來進行入侵振動判斷。而土埋對于機械振動、沖擊量等振動信號會形成一個極大的消振作用，造成入侵行為發生時間很長一段時間內，系統還不能感應到足夠的振動信號，進行安全警報。而直埋的鎧裝光纖自身為保護光纖而加裝的聚乙烯護套、鎧裝鋼絲、纜膏、填充特等自身也會對振動信息起到一個減振作用。因此在現實應用過程當中，往往要入侵行為確實已經很接近防護物，甚至已經觸及到光纖的時候，系統才發出警報，給出警留出了極為有限的時間。如果出警不及時，防護物就可能已經被破壞，達不到“未雨綢繆”、“事前監控”的效果。