管道运输是石油天然气的主要运输方式,随着运行时间的不断增加,管道在长时间的工作中可能会受到载荷和应力的破坏。有些管道铺设在软土、地基易沉降等容易发生地表位移的区域,这些区域由于基础沉降会使管道产生不同程度的损伤,因此需要对压力管道实施监测预警,并基于监测数据对其未来发展趋势进行预测和安全预警。本文基于现场管道的相关参数进行有限元建模,利用ABAQUS软件模拟管道在正常工况及不同基础沉降工况下的应力分布,探讨最大等效应力与沉降量之间的变化规律,进而确定应力对沉降敏感的部位,为现场管道在线监测传感器的合理布置提供参考依据。设计基于低功耗广域网传输的管道无线应力监测系统方案。基于有限元模拟结果,结合现场实际条件确定并安装振弦传感器,利用无线数据采集器、数据接收器及监测软件实现管道应力远程在线监测。通过采集得到的应力数据与有限元模拟结果进行对比,结果表明两条管道有限元模型与实际管道均存在较大误差,需进行模型修正。提出基于BP神经网络的压力管道有限元模型修正方法。通过参数灵敏度分析,确定以管道的轴向应力为结构特征量,以管壁厚度、泊松比及弹性模量为待修正参数。利用均匀设计优化样本代入网络训练得到收敛的BP模型,将实际测得的应力数据代入收敛BP模型得到修正后的参数,并基于修正模型确定监测点的轴向应力阈值。进一步提出基于长短期记忆网络的管道安全预警方法。通过LSTM模型对大量监测数据进行学习和训练,把训练好的长短期记忆网络算法应用到管道应力预测中。由于其考虑时间的相关性,其对短期预测结果好于长期预测结果。基于修正模型所提供的监测点应力阈值,利用应力预警控制图可有效监测管道的应力变化并给出预测预警信息,为基础沉降下的在役压力管道安全提供技术支持和安全保障。