利用分布式光纤传感技术对公路上行驶的机动车辆的动态信息进行实时检测，提供实时、可靠的车辆基本交通信息，为判断交通状况提供根本依据，从而实现高速公路智能化管理，达到高速、安全的物流保障目标。分布式光纤传感测量方法光纤既作为信号传输媒质，又作为信号传感介质，实现分布测量。光纤铺在公路车道上，车辆碾压段利用金属锴装保护。

土体的变形量是评价土体稳定状态的一项重要指标。对于边坡填筑、堤坝施工和隧道开挖等一些大型工程，实施分布式变形监测有助于及时获取土体受力和变形异常部位，采取相应的工程对策，以保证工程的正常施工和运行。最近国内外一些研究者直接将应变感测光纤埋入待监测的土体中，基于光纤传感数据来分析土体的变形状态和稳定程度。这一方法施工较为便捷，但是土体和应变感测光纤之间的相互作用机理和协调变形问题没有得到充分的认识，同时对于应变感测光纤的选用和锚固点的设置也没有科学依

管道运输由于内部腐蚀、外部环境、管材和施工等原因，易发生管道失效甚至引发爆炸事故，严重威胁国家经济和人民财产安全。现有管道安全检测技术主要是针对已铺设管道加装传感器定期巡检排查，无法做到管道在线自检且实施成本极高。因此，亟需构建一套管道安全完整性监测终端系统，实时在线监测管道运营状态，实现全天候、分布式、高灵敏度、长距离的油气管道健康监测。 本技术研发的光纤分布式声波传感系统（DAS）可以连续记录长距离光纤沿线的声波信号，是一款世界领先的分布式声波传感系统。由于瑞利散射效应，入射进传感光纤中的部分背向散射光会沿原传播路径返回，当光纤沿线周围环境发生微小变化时，散射光的特征也会受到调制。通过记录时间域散射光信号的变化，可实现对光纤沿线声波信号的测量。本系统基于高精度相干解调算法，将分布式声波传感系统的探测能力优化至皮应变级，响应带宽涵盖次声到超声，可应用管道安全和周界安防等领域。与传统管道监测技术相比，具有全天候、低成本、多参量、高响应、长距离在线管道监测等突出先进性。

光纤分布式声波检测技术（DAS）在油气勘探领域的地面地震波检测、井中地震波检测、井中分布式垂直地震剖面（VSP）数据获取、水力压裂的安全监测与改善，长距离油气管道的安全与泄漏监测，周界安防与侦听、大型结构健康监测等领域有着广泛的应用前景。 （1）在石油开采监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术在超高密度地面/井中地震波数据采集领域是一项革命性的新技术。在实现高效采集的同时，可大大降低生产成本；光纤分布式声波检测技术将部分替代常规地震波检测技术；应用于地面的分布式高密度地震波采集、井下VSP数据采集和改善水力压裂的监测。 （2）在长距离管线安全监测的应用方面。光纤分布式声波传感（DAS）系统可用于长距离石油管道、市政地下综合管线、地埋输电线缆等的入侵监测。该系统可以检测，定位并区分第三方入侵事件，提供长距离、无源、实时、在线、智能的管线监测技术。 （3）在油气管线泄漏监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可用于石油、天然气等管道泄漏检测。结合光纤分布式测温技术可以对泄露事件进行快速检测和定位。通过检测渗漏口湍流产生的声波信号，该信号会产生在管道内长距离相对低损耗的连续负压力波。光纤DAS系统可以沿整个管道探测到负压波，并对泄漏事故的进行准确定位（10米范围内）。 （4）在矿井人员定位监测的应用方面。矿井下易发生爆炸、透水、冒顶等重大事故，保证井下人员的安全极其重要。矿井人员定位系统对下井人员的自动跟踪定位、灾后急救、日常管理等有着非常重要的意义。光纤DAS系统可以有效克服现有井下无线人员定位系统的不足，并大大简化现有井下综合管理系统的复杂性，实现日常和应急状态下的井下无盲区的人员、车辆等定位，为井下作业综合管理提供有力支撑，同时探测光缆本征无源，特别适用于井下易燃易爆和强电磁干扰环境。 （5）在侦听和周界安防领域的应用方面。光纤DAS技术具有远程（>10KM）监听和还原振动和声波信号的功能，可以用于对监狱、使馆等重要区域的远程侦听，以及对机场、国境线、军用通信光缆、军事基地等大型重要设施的长距离周界埋地防护。 （6）在铁路安全监测的应用方面。光纤DAS技术可能取代现有的许多轨道传感器,实现列车准确的月台公告，车轮滚压和其他车轮/铁路故障判断，铁轨盗窃、破坏和恐怖攻击，周围岩石和树木坠入以及实时列车跟踪等问题，从而保障铁路网络的安全运行和大大降低铁路网的维护成本。 （7）在大型结构健康监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可实现从次声波到超声频率范围内的弹性振动波测量，同时可以实现对探测光缆布设区域内的高密度采样，由于光纤材料质量轻、耐腐蚀，抗电磁干扰，因此可以直接埋设于复合材料内部，实现对飞机、火箭、空间站等大型装备的载荷、健康状态、结构疲劳以及材料寿命的领域的监测。 （8）在海洋水听监测的应用方面。由光纤DAS构成的新型光纤水听系统，可实现真正全分布式的水下声波监测，有望取代现有的全光纤水听器拖曳阵列，形成全光纤轻型潜艇和水面 舰船共形分布式水听系统，有望实现对关键海峡和水域的快速布防。 目前，已经完成对地埋石油管道、油井勘探和列车运行监测等多项实际工程的成功测试。 光纤分布式声波检测系统（DAS）主要三部分：光纤分布式声波信号分析硬件终端设备，光纤分布式声波信号分析软件，声波传感光缆。光纤分布式声波信号分析硬件终端通过光纤接线器与传感光缆进行单端连接。光纤声波信号硬件终端向光纤发射光脉冲，同时对传感光缆接收到的声波信号进行光电探测和采集，最后形成数字传感信号，通过光纤传感分析软件进行声源定位与声源分析。如下图所示： 主要技术参数： 1、信号解调设备主要技术指标： 测量距离： 0~50公里 响应时间： <2s 定位精度： ±2~±20米 响应频率： 0~500KHz 检测参数： 各种机械振动波、声波、超声波、地震波 通信/联网接口： 100M以太网 工作温度： -10℃～+50℃ 电源输出： AC 100~240V,50~60Hz 二次开发接口： 提供动态链接库方便二次开发和应用集成 2、软件功能和显示模块主要包括： 声波（地震波）信号的时域二维和三维强度分析模块 声波（地震波）信号的二维频率谱检测和分析模块

光纤分布式声波检测技术（DAS）在油气勘探领域的地面地震波检测、井中地震波检测、井中分布式垂直地震剖面（VSP）数据获取、水力压裂的安全监测与改善，长距离油气管道的安全与泄漏监测，周界安防与侦听、大型结构健康监测等领域有着广泛的应用前景。

输电线路以及电力光缆除了要承载自身重量的机械力作用外，运行条件恶劣，不仅需要穿越高海拔、多积雪、重覆冰的地区，还会受到恶劣天气如大风、雷击等环境因素的影响，因覆冰、舞动以及雷击等因素引起的输电架空线路跳闸或停运故障频频发生，影响了电力系统的安全稳定运行。因此，对电力传输线进行安全健康在线监测、及时发现故障并发出预警尤为重要。

基于布里渊效应的光时域反射（BOTDR）连续分布式应力/应变/温度监测技术集成了高精度微波移频扫频技术、高速高带宽采样技术、数字信号处理技术、数据库技术、地理信息系统技术，可实现连续分布式应力/应变/温度监测仪，应变测量范围达到20με～2000με、温度测量范围达到-40℃～460℃。 该技术可用于大型基础工程设施如桥梁、隧道、大坝、体育馆以及公路桥梁、电力通信网络、油气管道等的结构

分布式光纤传感网络系统是一种融合传感、控制等功能的网络系统。光纤传感器通过改变的各种特性，比如波长、相位、强度等，来实现对外界物理量的传感。同时光纤又是一种很好的通信媒介，因此可以很好的同光纤传感网络系统融合。该网络系统具有抗电磁干扰，可靠性高，远距离分布式监测等特点，具有广阔的应用价值和市场前景。 　　电子科学与工程学院光子学与光通信研究室早在上世纪八十年代中便开始了光纤传感器的研究工作，九五期间又承接了国家重点科技攻关项目"光纤工业控制网络系统"的研制任务。多年来潜心攻关，埋头研究，成功的研制了多模光纤光栅、长周期光纤光栅，各类光纤传感器件（包括微弱力传感器，光纤温度传感器等）以及光纤工业控制网络系统，各项成果通过国家、部省级科技成果鉴定，达到国际先进水平，取得多项自主知识产权。 　　该成果进一步加速了我国在光纤传感以及光纤工业控制网络系统领域的发展，为发展全光传感控制网络奠定了基础，广泛用于工业控制、管道监控以及周界安防等领域。

南开大学研究的光纤传感安全预警系统是在广泛吸收国外同类产品优点的基础上，结合我国国情研发的新一代安全预警系统，是由普通单模光纤构成的分布式光纤传感系统。通过采用分布干涉技术实现对60公里范围内土壤振动信号的连续监测，利用神经网络、模糊识别等模式识别技术分析和判断振动类型，实现对振动的自动分类识别，进而实现对振动源的精确定位以及危害振动信号的自动报警。该系统具有本质安全、分布干涉作用距离长，定位精度高、自动化程度高、性价比及灵敏度高等特点，可广泛应用于石油管道防盗油监测，光纤通信主干网络防破坏预警、

本项目属于人工智能传感、仪器仪表及电子信息技术领域。项目组从连续分布式光纤传感系统原理入手，顺应重大工程设施结构安全健康监测的需求，对智能化分布式光纤感测系统的实现方案及应用方法进行了深入研究。创新性地提出了一种多功能高精度连续分布式光纤微扰动场智能感测技术。该技术具有感知微小扰动的能力，并能够分析和判断扰动源的位置、大小、频率和性质，实现对破坏性振源如附近地面挖掘、地陷、爆破、地震、滑坡等以及微弱振源如偷盗、窃听、侵入等微扰动场的连续分布式感测，