近日，中心团队在PCCP断丝智能监测领域取得重要进展以《Online PCCP wire break monitoring based on integrated and intelligent distributed fiber optic acoustic field sensing》为题，发表在结构工程领域国际知名期刊《Engineering Structures》（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2026.122396）。南京大学张益昕教授、邹宁睦教授以及南京信息工程大学单媛媛博士为共同通讯作者，南京大学博士生王浩然为第一作者。
预应力钢筒混凝土管（PCCP）凭借其高强度、长寿命及良好的防渗性能，已成为南水北调工程、引江济淮工程等国内重大引调水工程的首选管材。然而，其核心受力部件预应力钢丝易受环境腐蚀或物理损伤影响而发生断丝，若断丝累积到一定数量，将引发突发性管道爆裂，不仅威胁供水安全，更可能造成严重的次生灾害及人身财产损失。因此，针对国家水网工程开展全周期的断丝在线监测，对于评估管道健康状态、预防灾难性事故具有深远的战略意义。传统断丝监测手段（如电磁检测、水听器监测）受限于需停水维护、安装成本高昂或识别精度不足，难以满足大型输水工程对预应力钢筒混凝土管（PCCP）全寿命周期在线监测的迫切需求。近日，中心团队提出并验证了一种基于集成化智能分布式光纤声场传感（Integrated and intelligent distributed fiber optic acoustic field sensing，I²DAS）的PCCP断丝在线监测方法，在复杂运行环境下实现了对断丝事件的高精度识别与准确定位。
该研究从智能集成化系统架构设计出发，解决了传统DAS技术中感知长度与频率响应带宽相互制约的问题。通过建立包含声学测量单元与位置测量单元的集成硬件系统，并引入基于双通道同步采样的相位锁定模型，有效消除了多模块间的相对时间误差。在此基础上，团队提出了一套智能信号处理流程，利用短时能量分析捕获瞬态断丝信号，并在特征数据库中进行声纹匹配，同时结合基于波速特征的轮廓定位法，有效排除了交通振动、水锤效应等环境噪声的干扰。
图1 智能算法流程图
该技术为大型供水管网安全监测等工程应用提供了一种更可靠的解决方案，不仅实现了核心技术的自主可控，更为水利领域高端监测装备的国产化替代贡献了重要的技术支撑。
（王浩然报道）