随着工业的迅速发展和能源结构的不断变化,石油和天然气在整个能源中占比逐渐增大,因此保证石油天然气的安全运输也日趋重要。现今,基于后向瑞利散射原理的分布式光纤传感系统逐渐运用在管道安全预警方面,它可以实现对长距离油气管道的安全监测。我国幅员辽阔、地形复杂,油气管道分布在不同的地表环境下,因此光纤预警系统也随之分布。不同的地表环境因素如温度、含水量等都有可能对光纤预警系统的信号采集影响。本文对此进行研究来分析地表环境的因素(如温度、含水量等)的差异对光纤系统信号采集的影响,进而提高光纤预警系统的灵敏度与准确性。本文首先阐述了光纤预警系统的基本机理和主要技术;然后从土壤振动、光纤传感以及环境改变三个方面对光纤预警系统受到环境的影响这一研究课题进行了理论分析,其中在土壤振动方面采用了弹性半空间理论等力学理论,在光纤传感方面采用了基本的光纤原理,在环境改变中主要研究了温度和含水量这两个主要因素改变对土壤振动和光纤传感的影响,通过对以上三方面的理论研究建立了整个系统的数学模型,然后应用MATLAB软件对该模型进行了仿真,分析了这两个环境因素改变对整个系统的影响;最后通过现场实验,用光纤预警系统采集相同振源在地表环境不同的情况下的信号进行处理,与系统仿真的结果进行对比得出最终结论。实验初步表明,在零摄氏度以上时土壤振动信号的峰值光功率随温度上升增大,随含水量增大变小,这两个结果与理论分析与模拟仿真相一致,由此说明了光纤预警系统中的振动信号会受土壤环境改变的影响,为进一步完善光纤预警系统提供了理论支持。