随着科学技术不断地向高精尖发展,不少新能源、清洁能源如太阳能、风能等出现在我们的生活当中,但现阶段石油、天然气资源依旧是支撑工业发展和人们生产、生活所需的最主要的能源,且石油、天然气的储量及需求在地域的分布上严重不均衡。纵观近些年出现的输油输气管道安全事故,都造成了非常严重的后果,因此,保证输油输气管道的安全成为研究者研究的热点,急需寻找一种能够实时监测管道安全的系统,并找到合适的算法支撑。针对光纤输油输气管道监测系统所占据的重要地位,急需开发强有力的算法支撑,在通过比较现有的光纤监测系统结构和算法的基础上,提出一种时域、频域及尺度域结合的光纤振动信号分析方法。为得到输油输气管道沿线实时振动信息,搭建了光纤监测系统信号获取平台,使用FPGA和DSP作为硬件平台的核心部件,完成对光纤线路三种典型入侵形式(分别为机械挖掘振动、打孔盗油振动、人工挖掘振动)的数据采集。为后续信号处理做原始数据支持。针对管道入侵形式的多种多样,分别提取三种典型入侵信号的时域、频域和尺度域的信号特征。选取时域中信号短时能量、短时过电平率作为表征时域特征的参量;研究表明,过电平率用来区分有无振动具有较好的效果,但难以实现对不同振动信号的识别。在频域分析中,对原始振动信号进行分帧处理,对处理后的数据进行频谱分析,结果表明,此种方法可以较清晰的识别出不同入侵信号所对应的频段。最后,选取尺度域中信号小波系数能谱图、小波包能量占比作为表征尺度域特征的参量,对不同入侵信号进行分析,分析结果显示,根据小波包峭度特征可以较准确的对不同入侵信号进行识别。图40幅;表6个;参考文献55篇。