由于城市人口集中、建筑密集的特点，当城市燃气管道产生泄漏事故，很容易引起爆炸，随之而来的是严重的人身伤亡危险和巨大的财产损失，因此需要完善城市燃气管道完整性管理来保证社会人群的生命及财物安全。而在城市燃气管道完整性管理中，管道的运维和安全运行已成为重要的研究课题，迫切需要对城市燃气管道安全运行进行评估分析和相关检测技术进行研究。本文从管道维护和安全运行出发，对城市燃气管道运行脆弱性进行分析评估，确定造成管道系统安全运行的薄弱环节，并针对燃气管道泄漏事件开展以音波法为基础的泄漏检测方法研究。论文的主要内容和结论如下：1、分析国内外燃气管道完整性管理的发展趋势，并根据燃气管道完整性管理的原则，总结出燃气管道脆弱性及管道安全检测技术的相关方法。2、结合管道完整性管理方法，对城市燃气管道脆弱性进行了评估，也指明了燃气管道泄漏检测技术研究的方向。3、以燃气管道泄漏产生的音波信号为研究对象，并介绍了本课题所采用的音波泄漏检测技术方法，并提出本课题的燃气管道音波泄漏检测技术流程。4、本课题采用第二代小波变换原理并结合插值细分方法，构造预测算子和更新算子，通过对燃气管道介质音波信号预处理，提取到音波低频特征较明显的有用信号，实现了对背景噪声有效的降噪处理，提高了音波的信噪比，为后续泄漏识别奠定了基础。5、针对现场SCADA系统不提供对音波信号测量支持的特点，开发了嵌入式高速音波数据采集系统。该系统能够有效获取音波信号，且具有实时性强、准确性高、功耗低、便携性强、移植性强、操作方便以及价格低廉等优点。