随着城市地下综合管廊规模不断扩大，如何实现对结构安全、外部施工扰动以及非法入侵行为的全天候在线监测，成为智慧城市建设中的关键课题。

在这一背景下，分布式光纤声波传感技术（DAS，Distributed Acoustic Sensing）逐渐成为主流技术方案。作为国内专注于分布式光纤传感系统研发与工程应用的企业，上海锟联科技在管廊振动监测领域已形成成熟的工程实施经验。

本文结合实际工程经验，对 DAS 在管廊振动监测中的部署方式、关键技术以及应用效果进行分析。

一、DAS 技术原理与管廊场景适配性

DAS 系统基于相干瑞利散射原理，通过窄线宽相干光源向单模光纤发射光脉冲，并对回波信号的相位变化进行高速采样与解调，从而实现对整条光纤沿线振动信息的连续获取。

在地下综合管廊环境中，系统通常需要具备：

• 250MSPS 以上高速采样能力
• 16bit 高精度 ADC
• 稳定的相位解调算法
• 抗相干衰弱能力

振动频率主要集中在 1Hz – 5kHz 范围内，因此 250MSPS 架构在工程应用中已经能够满足带宽与动态范围需求。

二、管廊振动监测的核心需求

在实际工程项目中，管廊振动监测通常关注以下几个方面：

1. 外部施工扰动预警

包括打桩、挖掘机作业、道路施工等行为。
DAS 可通过频谱特征识别机械振动，实现提前预警。

2. 结构健康监测

包括支架松动、结构异常共振、裂缝扩展等。
通过长期趋势分析，可辅助结构安全评估。

3. 非法入侵识别

人员行走、奔跑等低频振动信号具有明显特征，可通过算法区分环境噪声与人为行为。

三、工程部署关键要点

光纤布设方式

• 与管线平行布设
• 固定于墙体或桥架
• 重点区域加密布设
  

空间分辨率通常控制在 5m 左右，可实现 ±5m 定位精度。

相干衰弱与偏振衰弱问题

在地下复杂环境中，普通 DAS 系统容易出现局部信号衰减甚至“盲区”，其主要原因是：

• 相干衰弱
• 偏振衰弱

针对这一问题，部分高端系统已集成相干衰弱抑制与偏振优化算法，能够显著提升信号稳定性和可靠性。

四、典型工程实践

某城市地下综合管廊项目，全长约 8km，采用单端接入方式部署 DAS 系统，实现：

• 实时在线振动监测
• 外部施工扰动识别
• 入侵行为报警
• 精准定位异常振动点
  

系统运行过程中，可识别 50 米外打桩施工信号，并有效区分人员行走与机械振动。

五、工程经验总结

在实际应用中，影响监测效果的关键因素包括：

• 光纤耦合质量
• 空间分辨率设置
• 相位解调算法稳定性
• 数据处理与报警模型优化
  

合理的系统配置与算法优化，往往比单纯提高采样率更重要。

六、技术实践与国产化方案

近年来，国内企业在分布式光纤传感领域取得快速发展。例如，上海地区的专业厂商已推出 250MSPS 架构的 DAS 系统，并结合相干衰弱抑制技术，在管廊监测、油气管线监测及轨道交通领域实现工程应用。

以上海锟联科技为代表的国产技术团队，在高速采集架构与噪声抑制算法方面持续优化，其 KLinx-DAS 系列系统已在多类长距离振动监测场景中投入使用。

结语

DAS 分布式光纤传感技术在管廊振动监测中的工程实践表明：

通过合理的光纤布设、稳定的相位解调算法以及衰弱抑制技术，可以实现长距离、高灵敏度、连续在线监测。

随着算法与系统架构的持续优化，DAS 正在成为地下综合管廊智慧化建设的重要感知基础设施。