分布式光纤传感管道泄漏监测用以防止恶意攻击

几十年来，由于意外干扰和非法热采造成的管道泄漏和损坏一直是行业内的主要问题。对此，管道作业者正越来越多地利用分布式光纤传感（DFOS，特别是分布式声学传感，简称DAS）的力量，在此类威胁成为关键事件之前对其进行监测。

然而，最近，随着全球安全环境变得更加动荡，新的危机也开始出现。这个问题在2022年9月得到了鲜明的强调，当时四条北溪管道中的三条开始向波罗的海泄漏天然气。当时，丹麦发布了一段军事视频，显示水面上有长达1000米的扰动，这令人担忧的迹象表明下面可能正在发生什么。

到2022年10月，疑似破坏程度开始显现。通过至少三次单独的泄漏，据估计，北溪集体泄漏目前估计释放了至少50万吨甲烷。这相当于丹麦年温室气体总排放量的三分之一—在全球能源价格上涨的背景下，这场灾难变得更加严重。

随着风险越来越大，管道监测行业正在利用分布式光纤传感的力量进行反击。而且，随着这项技术变得越来越复杂，在监测管道泄漏时，它将重点放在预防而非后期解决上。

管道泄漏和破裂的真正影响是什么？

事实上，很难用一个统计数字来量化水、石油和天然气管道行业中全球管道泄漏的真实程度。然而，我们可以理解监管机构（如美国交通部管道和危险材料安全管理局（PHMSA））报告的潜在影响。其最新报告证实，在过去20年中，共发生了12973起管道事故，总成本超过100亿美元。

当我们考虑到仅美国就拥有超过410万公里的石油和天然气管道，而全球有超过35亿公里的管道时，很容易想象这些基于美国的数据是如何推断出来的。在最佳情况下，管道破裂很难定位和修复——尤其是由于许多管道经过的偏远和敌对位置。再加上蓄意、有组织的破坏威胁中，有效监测管道的挑战变得更加严峻。

对于仍在使用传统泄漏检测系统的作业者来说，这一问题变得更加复杂—这些系统依赖于内部计算机建模系统，而这些系统监测泄漏的速度很慢，而且灵敏度有限。许多管道作业者采用管道流量1%的标准最小泄漏检测要求。如果我们将其转化为每天输送1600万升石油的管道，那么实际情况是，在作业者意识到可能存在问题之前，每天将损失160000升的流量。

而且，即使发生了泄漏，仍然需要确定泄漏源，并部署一个修复团队来解决问题。对于一个小的、意外的违约事件，这些延误的影响是非常严重的。在大规模恶意攻击的情况下，这种延迟几乎肯定是灾难性的。

DAS光纤传感：管道泄漏和漏洞检测的早期预警系统

因此，更有效的策略是早期预警系统，它可以在任何物理损坏发生之前监测管道泄漏或恶意攻击的可能性。这就是快速发展的光纤传感技术的领先之处。我们的技术页面准确地解释了DAS技术的工作原理—通过将管道旁的光纤电缆转换为极其精确的声学传感器，可以有效地工作。然而，真正的好处是使用支持核心传感技术的高级人工智能和机器学习功能来体验，而这些功能在DAS管道泄漏监测系统之间差异很大。

在Fotech Solutions的LivePIPE的案例中，我们的管道完整性案例研究证明了其优势。该研究描述了LivePIPE如何监测、分析和报告远程管道可能受到重大干扰的证据。借助我们系统提供的情报，操作员能够快速定位干扰地点。到达现场后，很快就发现一个地震勘探队被错误的GPS误导，并准备在管道顶部部署炸药！作业者的现场团队能够进行干预，防止爆炸，从而避免毫无疑问的重大管道事故。

在那种特殊的情况下，损害可能是偶然的。但是，如果我们对恶意威胁应用相同的早期监测原则，其好处是显而易见的。此外，将DAS与作业者自己的无人机系统集成的能力，作业者可以在监测到干扰后立即将警告无人机直接发送到干扰位置。可以观察到可能的肇事者，警告他们远离现场，甚至跟踪和拍摄，以阻止他们继续犯罪，并收集有关犯罪管道活动的重要证据。

今年，随着我们下一代Helios DAS x 4解调仪单元的推出，从而进一步增强了LivePIPE的功能。凭借NVIDIA GPU加速计算、单通道和双通道选项以及每个通道长达50公里的监控距离，下一波DAS 解调仪将提供比以往更快、更准确的管道监控。因此，LivePIPE和Helios DASx 4正迅速成为Fotech全球客户对抗第三方干扰和泄漏监测的持续战斗中不可或缺的一部分。

审核编辑：刘清