管道运输在石油与天然气行业中扮演着越来越重要的角色,随着我国境内管线里程的快速增加,油气管道安全运行面临严峻挑战。频发的管道泄漏事故,不仅造成了人员伤亡和财产损失,还给公共安全和生态环境带来了巨大的危害,同时也暴露出我国目前在油气管道泄漏检测、泄漏定位、泄漏量预测、事故应急等方面存在不足。因此开展管道泄漏检测与定位研究工作具有重要的理论价值和现实意义。本文以输油管道为主要研究对象,建立了管道瞬变流动模型并研究其特征线解法,基于液体管道仿真软件TLNET建立了山东省青岛市“11·22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故的仿真模型,研究管道泄漏事故发生过程,仿真计算结果与事故报告较为一致,泄漏模拟过程可为事故应急救援工作提供技术支持。然后研究了基于瞬变流的管道实时模型的建立方法,结合中洛线试点搭建了基于模型法的输油管道泄漏检测及定位系统,进行了管道泄漏现场测试试验。测试试验结果表明基于模型法的中洛线输油管道泄漏检测与定位系统在管道微小泄漏检测与定位方面具有良好的效果,实时泄漏量计算具有较高的准确性,系统的搭建过程和测试试验结果可为模型法在管道泄漏检测与定位的工业化应用提供参考。本文研究的基于模型法的管道泄漏检测与定位系统对管道微小泄漏、缓泄漏的检测定位及实时泄漏量计算方面存在明显优势,可为管道企业实时监测油气输送管道运行状态、快速有效处置管道泄漏事故提供技术支持,为政府安全监管和应急管理提供决策依据。