目前,我国国民经济的持续高速发展对能源特别是油气资源的需求越来越迫切。管道由于自身具备的诸多优势,已成为主要的油气资源运输手段。但由于种种自然或人为原因,管道事故时有发生,有时会伴随着巨大的生命财产损失和环境污染。天津大学精仪学院无损检测课题组长期致力于管道监测技术开发,研发出了基于分布式光纤传感器的油气长输管道监测预警系统,该系统不仅能监测到威胁油气管道安全的异常事件并进行预警,同时可以对异常事件进行定位。分布式光纤管道安全预警系统如何从光纤传感器纷乱复杂的检测信号中分辨出振动信号,如何对振动信号进行特征提取以达到识别的目的是系统信号处理中非常重要的一部分,信号处理的性能效果直接影响系统的性能和稳定性。本文主要进行以下几个方面的研究工作:(1)将基于小波分解的能量模式特征提取和基于小波包的能量熵特征提取方法用于光纤振动信号的处理,分析了两种方法的处理效果,实验表明两种方法均可有效的提取信号差异,基于小波包能量熵的特征提取效果更加明显。(2)将基于高阶统计量的特征提取方法用于分布式光纤振动信号的特征提取,通过直接计算双谱切片确定信号的特征向量。基于双谱的特征向量可以有效抑制噪声影响,不仅包含信号的频率信息,还包含信号的相位信息,有利于信号的识别。(3)独立成分分析方法是基于信号高阶统计量的一种信号处理方法,分布式光纤管道检测系统的振动信号满足其独立性和非高斯性的先验假设。可以通过独立成分分析方法将多道观测信号按照统计独立的原则分解为若干个独立成分,从而实现信号的盲分离。独立成分分析方法可以用于光纤预警信号的分离。