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3D near-surface P-wave velocity structure imaging with Distributed Acoustic Sensing and electric hammer source
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作者 Heting Hong Fu Yin +2 位作者 Yuhang Lei Yulan Li Baoshan Wang 《Earthquake Research Advances》 CSCD 2024年第3期27-33,共7页
Distributed Acoustic Sensing(DAS) is an emerging technique for ultra-dense seismic observation, which provides a new method for high-resolution sub-surface seismic imaging. Recently a large number of linear DAS arrays... Distributed Acoustic Sensing(DAS) is an emerging technique for ultra-dense seismic observation, which provides a new method for high-resolution sub-surface seismic imaging. Recently a large number of linear DAS arrays have been used for two-dimensional S-wave near-surface imaging in urban areas. In order to explore the feasibility of three-dimensional(3D) structure imaging using a DAS array, we carried out an active source experiment at the Beijing National Earth Observatory. We deployed a 1 km optical cable in a rectangular shape, and the optical cable was recast into 250 sensors with a channel spacing of 4 m. The DAS array clearly recorded the P, S and surface waves generated by a hammer source. The first-arrival P wave travel times were first picked with a ShortTerm Average/Long-Term Average(STA/LTA) method and further manually checked. The P-wave signals recorded by the DAS are consistent with those recorded by the horizontal components of short-period seismometers. At shorter source-receiver distances, the picked P-wave arrivals from the DAS recording are consistent with vertical component recordings of seismometers, but they clearly lag behind the latter at greater distances.This is likely due to a combination of the signal-to-noise ratio and the polarization of the incoming wave. Then,we used the Tomo DD software to invert the 3D P-wave velocity structure for the uppermost 50 m with a resolution of 10 m. The inverted P-wave velocity structures agree well with the S-wave velocity structure previously obtained through ambient noise tomography. Our study indicates the feasibility of 3D near-surface imaging with the active source and DAS array. However, the inverted absolute velocity values at large depths may be biased due to potential time shifts between the DAS recording and seismometer at large source-receiver distances. 展开更多
关键词 distributed acoustic sensing(das) Near-surface structure First-arrival travel time tomography Body wave Active source
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Remote condition monitoring of rail tracks using distributed acoustic sensing(DAS):A deep CNN-LSTM-SW based model
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作者 Md Arifur Rahman Suhaima Jamal Hossein Taheri 《Green Energy and Intelligent Transportation》 2024年第5期70-85,共16页
Railroad condition monitoring is paramount due to frequent passage through densely populated regions.This significance arises from the potential consequences of accidents such as train derailments,hazardous materials ... Railroad condition monitoring is paramount due to frequent passage through densely populated regions.This significance arises from the potential consequences of accidents such as train derailments,hazardous materials leaks,or collisions which may have far-reaching impacts on communities and the surrounding areas.As a solution to this issue,the use of distributed acoustic sensing(DAS)-fiber optic cables along railroads provides a feasible tool for monitoring the health of these extended infrastructures.Nevertheless,analyzing DAS data to assess railroad health or detect potential damage is a challenging task.Due to the large amount of data generated by DAS,as well as the unstructured patterns and substantial noise present,traditional analysis methods are ineffective in interpreting this data.This paper introduces a novel approach that harnesses the power of deep learning through a combination of CNNs and LSTMs,augmented by sliding window techniques(CNN-LSTM-SW),to advance the state-of-the-art in the railroad condition monitoring system.As well as it presents the potential for DAS and fiber optic sensing technologies to revolutionize the proposed CNN-LSTM-SW model to detect conditions along the rail track networks.Extracting insights from the data of High tonnage load(HTL)-a 4.16 km fiber optic and DAS setup,we were able to distinguish train position,normal condition,and abnormal conditions along the railroad.Notably,our investigation demonstrated that the proposed approaches could serve as efficient techniques for processing DAS signals and detecting the condition of railroad infrastructures at any remote distance with DAS-Fiber optic cable setup.Moreover,in terms of pinpointing the train's position,the CNN-LSTM architecture showcased an impressive 97%detection rate.Applying a sliding window,the CNN-LSTM labeled data,the remaining 3%of misclassified labels have been improved dramatically by predicting the exact locations of each type of condition.Altogether,these proposed models exhibit promising potential for accurately identifying various railroad conditions,including anomalies and discrepancies that warrant thorough exploration. 展开更多
关键词 distributed acoustic sensing(das)-Fiber optic cable Railroad condition monitoring and anomaly detection High tonnage load(HTL) Convolutional neural network-long short-term memory-sliding window(CNN-LSTM-SW)
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基于DAS技术的地下通信光缆路由寻址
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作者 晏晨 张大路 +4 位作者 刘东 熊志刚 吴海勇 王如刚 陈勐勐 《南京晓庄学院学报》 2023年第6期82-86,共5页
提出一种基于分布式声波传感(DAS)技术的光缆寻址方法,在南京晓庄学院方山校区内开展实验研究,使用MATLAB对采集到的数据进行处理,得到其特征图,后使用OpenCV对该图像进行处理,在获得路由的同时计算出井内预留光缆的长度,路由巡纤结果... 提出一种基于分布式声波传感(DAS)技术的光缆寻址方法,在南京晓庄学院方山校区内开展实验研究,使用MATLAB对采集到的数据进行处理,得到其特征图,后使用OpenCV对该图像进行处理,在获得路由的同时计算出井内预留光缆的长度,路由巡纤结果与规划图一致。研究结果表明,DAS技术可用于通信光缆巡纤,排查光缆的线路和路由,该技术可用于光缆修复和网络扩充前对预留光纤的长度是否足够进行判断,以确定具体的修复和扩充策略,大大减少工程时间。 展开更多
关键词 分布式声波传感技术 光缆 巡纤 故障排查
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分布式光纤传感技术在水力压裂中的研究进展
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作者 卢聪 李秋月 郭建春 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第4期618-628,共11页
分布式光纤传感技术作为最新的水力压裂监测技术,应用于各大油田的水力压裂过程中,并且能够实现实时监测,已取得了显著的应用效果。为使业界进一步了解不同类型传感技术的基本原理、理论模型研究进展、现场应用情况,从分布式光纤温度传... 分布式光纤传感技术作为最新的水力压裂监测技术,应用于各大油田的水力压裂过程中,并且能够实现实时监测,已取得了显著的应用效果。为使业界进一步了解不同类型传感技术的基本原理、理论模型研究进展、现场应用情况,从分布式光纤温度传感技术和声波传感技术在水力压裂过程中的监测基本原理出发,系统总结了各类传感技术的理论模型研究进展和在产液剖面、裂缝扩展形态监测等方面的应用现状,最后提出了未来分布式光纤传感技术的发展方向。研究结果表明:①分布式光纤传感技术可以利用温度或者声波信号转换得到周围环境温度或应变的变化情况,从而实现水力压裂过程中的实时监测;②与分布式光纤声波传感技术相比,温度传感技术的相关理论模型相对较为成熟,能够实现产液剖面及裂缝形态的相关计算;③分布式光纤传感技术主要用于水力压裂过程中压裂液的注入、裂缝扩展等方面的监测。结论认为:分布式光纤传感技术可以有效地推动中国非常规储层的勘探和开发,同时提高水力压裂效果评价技术水平,这对中国油气行业的可持续发展具有重要推动作用。 展开更多
关键词 分布式光纤传感技术 温度传感技术 声波传感技术 水力压裂监测 产液剖面 裂缝扩展
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分布式光纤声学传感系统在地球物理勘探领域内的研究进展
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作者 周绍钰 包乾宗 石卫 《物探与化探》 CAS 2024年第2期411-427,共17页
分布式声波传感(DAS)技术作为最先进的声场检测技术之一,能够对与光纤相互作用的环境振动和声场信息进行分布式、长距离、高精度的实时检测。DAS技术中的光纤勘探系统解决了常规检波器在复杂地质环境中成本高、布设难度大等问题。近年来... 分布式声波传感(DAS)技术作为最先进的声场检测技术之一,能够对与光纤相互作用的环境振动和声场信息进行分布式、长距离、高精度的实时检测。DAS技术中的光纤勘探系统解决了常规检波器在复杂地质环境中成本高、布设难度大等问题。近年来,DAS技术得到了快速的发展,尤其在需要长期、大规模布设的监测应用场景中得到了迅速的发展,但其相关研究成果较为发散,系统性认识较少。为深入了解DAS技术在地球物理勘探领域内的研究进展,更好地开展后期研究,本文通过文献调研,对DAS技术自身的发展进程与其近期在地球物理勘探领域内取得的研究成果,按照油气、海洋和环境工程3个不同的应用场景进行系统的分类总结,着重关注DAS技术近年来在不同方向上的发展进程、数据处理方面的研究进展以及已经取得成果的相关文献;最后,对现阶段基于DAS采集系统的发展趋势和亟待解决的问题进行了概括,对未来DAS的发展前景进行了分析。 展开更多
关键词 分布式声波传感技术 地球物理勘探 文献调研 成果总结
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分布式光纤泄漏检测与安全预警系统在天然气管道中的应用 被引量:3
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作者 李波 《石油化工自动化》 CAS 2023年第5期60-63,95,共5页
及时发现高含硫天然气管道泄漏并迅速定位,可降低运行时潜在的威胁。分析目前常用天然气管道泄漏检测方法的优缺点,对比光纤泄漏检测方法,提出了基于分布式光纤声波传感检测技术(DAS)的泄漏检测与安全预警系统。介绍了该系统的结构组成... 及时发现高含硫天然气管道泄漏并迅速定位,可降低运行时潜在的威胁。分析目前常用天然气管道泄漏检测方法的优缺点,对比光纤泄漏检测方法,提出了基于分布式光纤声波传感检测技术(DAS)的泄漏检测与安全预警系统。介绍了该系统的结构组成、模式识别、现场测试等。经过现场应用表明:该系统反应灵敏可迅速采集信号进行报警,实现了高含硫天然气管道全面、实时的安全防护,提高了泄漏处置效率。 展开更多
关键词 泄漏检测 安全预警 分布式光纤声波传感检测技术 高含硫天然气管道
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基于分布式光纤声传感的油气井工程监测技术应用与进展 被引量:6
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作者 李晓蓉 刘旭丰 +3 位作者 张毅 郭放 王鑫栋 冯永存 《石油钻采工艺》 CAS 北大核心 2022年第3期309-320,共12页
为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感(DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强... 为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感(DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强度等优点。介绍了分布式光纤声传感技术的监测原理、光纤结构和安装方式,调研了DAS技术在石油领域——地震、油气井生产和注入、水力压裂、生产出砂、管柱泄露、井筒完整性等领域的研究和应用,提出DAS技术将有望成为一种可实时监测油气井全生命周期的经济型监测技术。该研究可为制定合理的开采方案、提高作业的安全性、降低油气田开发成本提供借鉴。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 分布式光纤声传感 油气井 监测技术 井筒完整性
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Detection and Quantization Technique of Optical Distributed Acoustic Coupling Based onφ-OTDR
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作者 ZHANG Yang XU Hongxuan +2 位作者 ZHU Xianxun ZHAO Zhiyang ZUO Jiancun 《Journal of Shanghai Jiaotong university(Science)》 EI 2020年第2期208-213,共6页
The detection of multiple acoustic disturbances by optical fiber is a hot research topic in the field of optical fiber sensing.This paper considers adopting an optical distributed acoustic sensing(DAS)system to detect... The detection of multiple acoustic disturbances by optical fiber is a hot research topic in the field of optical fiber sensing.This paper considers adopting an optical distributed acoustic sensing(DAS)system to detect multiple acoustic disturbances,proposes a new approach to processing the DAS signal based on time-space average in frequency domain,and overcomes the randomness of DAS time domain signal.Finally,it obtains a functional model of single-frequency(50-1000 Hz)sound pressure level and DAS signal intensity,and also the cut-off frequency of acoustic disturbance is detected by DAS system. 展开更多
关键词 distributed acoustic sensing(das) sound pressure level time-space AVERAGE QUANTITATIVE analysis
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光纤传感技术在输电线路故障检测中的应用
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作者 孙艳 《通信电源技术》 2024年第22期232-234,共3页
随着电力系统的不断发展,传统的故障检测方法已难以满足日益复杂的输电线路监测需求。光纤传感技术凭借其独特的优势,为输电线路故障检测提供了新的解决方案。文章介绍了光纤传感技术的基本原理及其在输电线路监测中的应用优势,详细分... 随着电力系统的不断发展,传统的故障检测方法已难以满足日益复杂的输电线路监测需求。光纤传感技术凭借其独特的优势,为输电线路故障检测提供了新的解决方案。文章介绍了光纤传感技术的基本原理及其在输电线路监测中的应用优势,详细分析了基于分布式光纤温度传感(Distributed fiber Temperature Sensing,DTS)和分布式光纤声波传感(Distributed fiber Acoustic Sensing,DAS)的故障检测方法。通过实际案例研究,验证了光纤传感技术在输电线路故障检测中的有效性和实用性。此外,探讨了该技术面临的挑战和未来发展方向。 展开更多
关键词 光纤传感技术 输电线路 故障检测 分布式光纤温度传感(DTS) 分布式光纤声波传感(das)
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