通過(guò)選擇最佳路線來(lái)防止或最小化管道失效，我們可以考慮可操作性、可維護(hù)性、可接近性、可施工性和環(huán)境友好性等技術(shù)因素。泄漏、管道腐蝕、蠟質(zhì)沉淀和環(huán)境污染等通常被視為導(dǎo)致管道失效的主要因素。然而，最近的文獻(xiàn)表明盜竊、管道破壞已經(jīng)超越了其他原因成為管道失效主要因素。目前管道檢測(cè)技術(shù)分為：泄漏檢測(cè)方法和外部干擾(威脅)檢測(cè)方法。監(jiān)測(cè)管道免受外部干擾已經(jīng)成為一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)并引起了越來(lái)越多研究人員的興趣。管道可能在水下、地下或地面以上，因此在監(jiān)測(cè)保護(hù)管道面臨不同的問(wèn)題�，F(xiàn)有的管道監(jiān)測(cè)方法包括聲學(xué)監(jiān)測(cè)裝置，連續(xù)光纖傳感器監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)，在挖掘和印制交流循環(huán)電流之前依靠電話呼叫的方法(IACC)(Burkhardt和Crouch，2003)監(jiān)測(cè)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)是一種非常有前途的流水線監(jiān)測(cè)技術(shù)。下面討論一些這些監(jiān)測(cè)技術(shù)：

　　1衛(wèi)星監(jiān)測(cè)方法

　　衛(wèi)星是圍繞更大物體進(jìn)行移動(dòng)的。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，衛(wèi)星管道監(jiān)測(cè)方法的研究取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。1996年，聯(lián)合工業(yè)項(xiàng)目(JIP)“使用衛(wèi)星進(jìn)行管道監(jiān)視”有許多管道技術(shù)要求：審查遙感能力、審查管道監(jiān)視要求以及評(píng)估衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)管道監(jiān)視的適用性。在JIP之后，高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星開(kāi)始活躍起來(lái)，可以對(duì)管道進(jìn)行測(cè)試并將結(jié)果與更傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行比較(Palm⁃er-Jonesetal，2004)。管道衛(wèi)星監(jiān)測(cè)功能和可行性在1999年由一些歐洲和美國(guó)的管道經(jīng)理進(jìn)行了演示。在對(duì)衛(wèi)星功能進(jìn)行初步評(píng)估后，2000年在美國(guó)和歐洲發(fā)射了包括光學(xué)成像衛(wèi)星和雷達(dá)衛(wèi)星的三個(gè)管道監(jiān)測(cè)衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星定位技術(shù)目前正用于東西輸氣管道、山西-北京天然氣管道、蘭州-成都重慶等長(zhǎng)距離輸送管線(Pengetal.2012)。管道監(jiān)測(cè)衛(wèi)星方法采用的兩種技術(shù)是高分辨率光學(xué)衛(wèi)星成像和衛(wèi)星合成孔徑雷達(dá)(SAR)。管道監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)之一在于它們適用于監(jiān)測(cè)長(zhǎng)距離管道。另外，對(duì)于(SAR)，云層覆蓋和黑暗不會(huì)影響信號(hào)，因此可以隨時(shí)使用。目前使用的管道衛(wèi)星監(jiān)測(cè)方法需要利用全球定位系統(tǒng)(GPS)。全球定位系統(tǒng)是由27顆地球軌道衛(wèi)星組成的星座(24個(gè)在運(yùn)行，另外3個(gè)失敗)。該系統(tǒng)是由美國(guó)軍方開(kāi)發(fā)和實(shí)施的，但后來(lái)公開(kāi)用于公共商業(yè)用途(Obodoeze等,2013)。這些衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，每天進(jìn)行兩次完整的旋轉(zhuǎn)。GPS接收器的工作是定位四顆或更多顆衛(wèi)星，找出每顆衛(wèi)星的距離，并利用這些信息推斷出它們自己的位置。在數(shù)學(xué)上，這使用了三邊測(cè)量的原理。

　　2聲傳感器方法

　　管道監(jiān)測(cè)的聲學(xué)方法可用于檢測(cè)由于腐蝕和意外爆裂及第三方損壞導(dǎo)致的管道泄漏。這些第三方損失可能是由于施工期間土方機(jī)械對(duì)管道的影響或破壞者有意的外部干擾造成的。管道泄漏的流體會(huì)導(dǎo)致管道振動(dòng)，由此產(chǎn)生聲波的聲振動(dòng)(Mostafapour和Davoudi，2013)。泄漏檢測(cè)和定位，聲學(xué)傳感器可以集成在巡視管道的人員使用的手持設(shè)備中，或者集成在通過(guò)管道行進(jìn)的內(nèi)檢測(cè)器身上。聲學(xué)傳感器也可以安裝在管道外的一定距離上進(jìn)行監(jiān)測(cè)(Murvay和Silea，2012)。

　　3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)由于其低成本和相對(duì)可靠性而成為石油管道監(jiān)測(cè)的首選技術(shù)。它是檢測(cè)泄漏的最有效方法之一(AL-Kadietal，2013)。一個(gè)典型的WSN節(jié)點(diǎn)由傳感器，由處理器，微控制器，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或?qū)Ｓ眉�成電�?ASIC)，收發(fā)器，電源和無(wú)線電組成(BenSalehetal，2013)。有兩種類型的WSN：結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化。非結(jié)構(gòu)化WSN是一個(gè)包含密集的傳感器節(jié)點(diǎn)集合的WSN。傳感器節(jié)點(diǎn)可以以特別的方式部署到現(xiàn)場(chǎng)。一旦部署完畢，網(wǎng)絡(luò)將無(wú)人看管，執(zhí)行監(jiān)控和報(bào)告功能。在非結(jié)構(gòu)化WSN中，由于節(jié)點(diǎn)太多，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)(例如管理連接性和檢測(cè)故障)很困難。在結(jié)構(gòu)化WSN中，所有或部分傳感器節(jié)點(diǎn)都是以預(yù)先規(guī)劃的方式部署的。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是部署更少的節(jié)點(diǎn)同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理成本。WSN與其他使用有線連接的監(jiān)視技術(shù)比較，它的主要優(yōu)點(diǎn)是更安全可靠。當(dāng)攻擊者破壞任何連接從而使整個(gè)系統(tǒng)停滯不前時(shí)，有線連接的監(jiān)控系統(tǒng)很容易受到攻擊。Mohamed等(2011)研究表明無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種可以有效用于監(jiān)測(cè)地下、地面以及水下管道的技術(shù)。雖然無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他監(jiān)測(cè)技術(shù)相比表現(xiàn)相對(duì)較好，但它所面臨的一些挑戰(zhàn)包括功耗和帶寬/速度問(wèn)題。

　　4光纖方法

　　管道監(jiān)測(cè)的光纖技術(shù)被認(rèn)為是相對(duì)經(jīng)濟(jì)和有效的管道保護(hù)系統(tǒng)，它提供了一個(gè)具有高回彈性(Tanimola和Hill2009)的用戶友好的管道保護(hù)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。光纖系統(tǒng)可用于監(jiān)測(cè)長(zhǎng)距離管道網(wǎng)絡(luò)，但安裝起來(lái)非常昂貴。因此，人們利用現(xiàn)有的靠近管道的光纜來(lái)實(shí)現(xiàn)管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。用于管道第三方干擾(TPI)監(jiān)測(cè)的光纖分布式聲學(xué)傳感(DAS)可以準(zhǔn)確檢測(cè)管附近1-10米范圍內(nèi)的威脅，可以感知到距離管道數(shù)米至250米的威脅。光纖的優(yōu)點(diǎn)包括高精度、高靈敏度、高溫下的良好性能，抗電磁干擾(EMI)和支持分布式傳感。缺點(diǎn)包括成本高和傳感器改造困難。

　　《管道監(jiān)測(cè)技術(shù)分類方法》來(lái)源：《化工管理》，作者：郝東坡 奚詩(shī)佳 李玖隆

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