（化学工程专业论文）燃气管道安全性的模糊风险评价研究.pdf

摘要 摘要 液化气管道深埋在地下，存在检测和取样困难，对其运行状况难以掌握。 如何科学地、准确地对城市液化气埋地管道进行风险评价，是提高城市液化气 埋遗管道运行的安全可靠性的前提，是保证城市滚纯气埋地管道正常运行的蓄 要工作。 管道风险评价方法以诱发管道事故的各种因索为依据，以影响因素发展成 危险的珂能性为条件，以事故后果造成的综合经济损失为评估指标对在役燃气 管道的安全程度进行综合评价。其评价结果能让管道管理者掌握管道的完好状 况和提前了解管道的危险地段，以便合理地分配维护资金，从而变管道的盲目 被动维修为预知性主动维修。 本文采用风险模糊评价方法，分析了燕由石化民用滚亿气蠼地管道失效可 能性、失效后果，用模糊语言表达了埋地管道可能性和失效后果，进而以风险 矩阵的方式表征了液化气埋地管道的运行风险，取得了比较准确的评价结果。 通过对液化气埋地管道的失效原因分析，确定了引起管道失效的主要原因有腐 蚀、焊接质量、第三方破坏。研究结果表明，燕出石纯民用液佬气管道风险为 次高风险区。这些研究成果为改善燕山石化民用液化气管道的管理方式，确保 液化气管道的安全运行发挥重要的技术支持作用。 关键谲：液化气管道风险评价模糊综合评价层次分析法 摘要 a b s t r a e t l i q u e f i e dg a sp i p e l i n e sa l ee m b e d d e dd e e p l yu n d e r g r o u n ds ot h a ti ti sd i f f i c u l t t om e a s u r ea n dt a k es a m p l i n g s ，a n de v e l lh a r d e rt om o m t o rt h eo p e r a t i o nc o n d i t i o n s i ti sf u n d a m e n t a la n dp r e r e q u i s i t ef o ri m p r o v e m e n to fi t ss a f eo p e r a t i o nt om a k ea s c i e n t i f i ca n da c c u r a t er i s ka s s e s s m e n to ft h ec i t yl i q u e f i e dg a sp i p e l i n e 。 t h er i s ka s s e s s m e n tm e t h o do fp i p e l i n e si sc a p a b l eo fe v a l u a t i n gt h es a f e t yo f o n - l i n eg a sp i p e l i n e sb a s e d0 1 1p o t e n t i a lf a c t o r sr e s u l t e di np i p e l i n ea c c i d e n t s ，t h e p r o b a b i l i t yo ft h er i s ke v o l v e m e n t , a n dt h ee c o n o m i cl o s si nc o n s e q u e n c eo ft h e a c c i d e n t a c c o r d i n gt ot h er i s ka s s e s s m e n tt h em a n a g e re 髓m o n i t o rt h eo p e r a t i o no f p i p e l i n e sa n dp r e d i c tt h ed a n g e r o u sr e g i o ni na d v a n c e ，s oa st oa s s i g ne f f e c t i v e l y m a i n t a i n i n gf u n d sa n dt r a n s f e rt h ep i p e l i n em a i n t a i nf r o mt h en e g a t i v er e p a r a t i o nt o t h ep o s i t i v ep r e d i c t i o n 。 t h i st h e s i ss t u d i e dt h el i q u e f i e dg a sp i p e l i n eo f y a n s a nc i v i l i a nu s i n gt h ef u z z y c o l l o c a t i o na s s e s s r r i e n tm e t h o d t h ep r o b a b i l i t ya n dt h ec o n s e q u e n c eo fa c c i d e n t sa r e a n a l y z e da n de x p r e s s e dt h r o u g ht h ef u z z ym a t h m a t i c s ，b e y o n dw h i c ht h er i s ko ft h e p i p e l i n eo p e r a t i o ni sr e p r e s e n t e da st h er i s km a t r i x a n a l y z i n gt h ef a i l u r ef a c t o r so f t h el i q u e f i e dg a sb u r i e dp i p e l i n e ，t h em a i nf a c t o r st h a tm a k et h ep i p e l i n ef a i l u r ea r e c r o d e n t ，t h ew e l d i n gq u a l i t y , d e s t r o yb yt h et h i r dp a r t y t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h e r i s ko f y a n s a np e t r o c h e m i c a ll p g p i p e l i n ei st h es e c o n dh i g hl e v e lo fr i s k t h e s e f u z z ya s s e s s m e n tr e s u l t sa l er e l i a b l et op r o v i d eg u i d e l i n et oi m p r o v et h em a n a g e m e n t o f y a n s a nc i v i l i a ng a sp i p e l i n e sa n dt ok e e pi t ss a f eo p e r a t i o n k e yw o r d s ：g a sp i p e l i n e ，r i s ka s s e s s m e n t , f u z z yc o l l o c a t i o na s s e s s m e n t , l l i o 臻蕊c 鑫la n a l y s i s i l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：雳1 晰 签字日期 跏年导月。，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤叠苤堂 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文酌复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：占1 鲁长号 导师签名： 签字日期：柳年3 月d 27 日 签字同期：立彩年g 月二j 日 前言 e 一e ! ! ? 削盖 城镇燃气管道佟为压力管道的一种，其特点为多埋子地下，经过入口密集区， 施工与检测、检修难度大，受地理条件的限制及外界因素的影响，易发生火灾、 爆炸或中毒事故，造成较大的社会影响及危害。因此，对城镇燃气管道存在的安 全闽题进行分析，准确遣把握其状况，提出有效的防范措藏，对确保燃气管遂的 安全、平稳、正常供气具有重要的现实意义。 由于液化气管道深埋在地下，对其检测、取样都非常困难，对其运行状况难 以准确掌握，因此埋地管道的运行风险是必然存在的。弓l 起液化气埋遗管道失效 的可能因素包括：防腐层质量、管道质量、管道埋地深度、操作条件、腐蚀速攀、 履历、管理水平等。针对这些特点，引入模糊数学中模糊综合评价方法和相关理 论进行风险评价，即应用风险模糊分析技术对液化气管道风险性进行评价，主要 是针对液纯气管道发生失效的可能性积失效发生后造成后果的严重程度，傲擞定 性和定爨的评价。本文利用模糊风险评价方法对燕山石化公司民用液化气管网安 全现状进行研究，并对液化气管网存在的隐患进行改造。这是提高液化气管网运 行的安全可靠性的前提，对于提高人民生活承平、营造和谐社会具有重要意义。 本文采用风险模糊评价方法，分析了燕山石化民用液化气埋地管道失效可能 性、失效后果，用模糊语言表达了埋地管道可能性和失效后果，进而以风险矩 阵的方式表征了液化气埋地管道的运霉亍风险，取得了拢较准确的评价结果。通过 对液化气埋地管道的失效原因分析，确定了弓| 起管道失效的主要原因有腐蚀、焊 接质量、第三方破坏。研究结果表明，在防腐质量差、管道质量好、埋地较深、 操作条件较危险、无管道履历、管理水平高的条件下，管道发生失效的可能性为 中等；失效后果毙较严重，燕出石纯民用液化气管道风险力次高风险区。这些研 究成果为改善燕山石化民用液化气管道的管理方式，确保液化气管道的安全运行 发挥重要的技术支持作用。 第一幕文献综述 燃气管道安全性的模糊风险评价研究 1 1 燃气管道安全性 第一章文献综述 压力管道主要用于燃油、原油、燃气、蒸汽和工业危险介质的输送，广泛用 于城市发展、能源供应、石油化工的基础设施和人民生活的基础条件等领域。据 2 0 0 3 年我莺特种设备安全监察统计年报结果，我国压力管道的数量已达裂1 1 8 3 万公里，其中，长输管道、集输管道、城市燃气管道多为埋地管道，主要用于输 送油和气。随着我国经济持续快速发展，特别是石油化工、能源、电力、冶金、 城市建设的发展，人民生活水平的提高，社会对埋地管道的需求迅速增加。埋地 管道在匿民经济中占有掇力重要的战略地位，被称为国家重大生命线瑟l 。未来 1 0 - 2 0 年，我国将进入埋地管道建设和发展高峰期，保证压力管道的安全运行 意义重大。 国务院3 7 3 号令特种设备安全监察条例明确压力管道为特种设备之一， 并在第8 8 条中给出了运力管道的定义疆j 。原劳动部1 9 9 6 年4 月颁布的压力管 道安全管理与监察规定将压力管道分为三种类型【3 1 ，即长输管道、公用管道( 分 为城镇燃气管道和城镇热力管道) 与工业管道。这也是迄今为止豳内最明确的管 道分类的部门规章。这种分类方法- 毒a s m eb 3 1 宥异同点。在实际生产过程皆， 长输管道、油气田集输管道与城镇燃气管道基本上都是埋地敷设。 城镇燃气管道作为压力管道的一种，其特点为多埋于地下，经过人口密集区， 施工与检测、检修难度大，受地理条件的限制及外赛因素的影响，易发生火灾、 爆炸或巾毒事故，造成较大的社会影响及危害。因此，对城镇燃气管道存在的安 全问题进行分析，准确地把握其状况，提出有效的防范措施，对确保燃气管道的 安全、平稳、正常供气具有重要的现实意义。 王2 我国压力管道安全状漉 在我国，由于压力管道安全监察管理人员起步较晚，监察管理力度不够，事 故总量较大，人员伤亡、经济损失较大。据不完全统计1 1 2 0 0 4 年全国压力管道事 故共1 6 起，萁中重大事故l 起，严重事故1 3 起，伤亡2 3 入，受伤6 3 人。有关 部门统计了1 3 起2 0 0 0 年发生的压力管道事故【i 】，发现事故原因如下：设计不合 理( 3 起，2 3 1 ) 、元件质量不合格( 5 起，3 8 5 ) 、维护操作不当( 2 起，1 5 3 ) 、 管道腐蚀渣漏( 3 起，2 3 。1 ；该部f 了还分析了5 起2 0 0 0 年发生的压力管道 重事故的原因：元件不合格( 1 起，2 0 ) 、设计与制造不合格( 2 起，4 0 ) 、 第一鬻文献综述 腐蚀泄漏( 2 起，4 0 ) 。据统计f 4 】，2 0 0 4 年北京帮燃气集团共处理突发事故1 5 6 起，其中，腐蚀造成的燃气泄漏事故占突发事故的3 5 。5 ，旄工挖断管道造成燃 气泄漏事故占突发事故的3 5 3 。 上述事例说明，有必要按照有关法规标准正确地进行压力管道安全检测，确 保压力繁道的安全运行。 1 3 我国压力管道安全法规标准现状 就我国压力管道而富，特种设备安全监察条例臻确了嚣力管道及其元件 的制造、维修、改造、检验检测的安全监督管理应按照条例的规定执行；压力管 道的设计、安装、使用的安全监督管理办法由国务院另行制定。豳家检验总局颁 布了压力管道设计、安装、制造、使用、检测等相关环节行政规范性文件。但总 体上，我国匾力标准并不完善，修正周期过长，国家检测总局正在开展管道国内 外标准比较研究项目。我国压力管道的法规标准框架关系件见图1 1 。 劳动法 il 安全生产法ii 质量法 特种设备安全监察条例 压力管道安全管理与蓝察裁定 安全技 术监察 安全管 理规则 整督检 验规更| j 法律 行政法规 部门羧章 其它鬏|， 主 范文件r 1 规范往文彳簪 设计制造安装检测使用维修改造技术标准 国家、行业与 企业标准 图卜l压力管道安全法规标准体系 f ig u r e1 一ls t a n d a r ds y s t e mo fp r e s s u r ep i p e li n es a f e t ys t a t u t e 1 3 1 燃气管道安全法规标准现状 俸为公焉管道的一个部分，城帮燃气管道的危险性要远大予热力管道。在管 第一章文献综述 理方鹾，1 9 9 1 年建设部、劳动部、公安部令( 第l o 号) 城市燃气安全管理规 定，1 9 9 7 年1 2 其建设部6 2 号令城市燃气管理办法，各地政府基本上奄| l 订 燃气保护条例，主要是从政策方面作了规定，据调研，关于管道本身安全检测方 面的规定不是很翔实。 安全检测的标准较力缺乏，只有建设部颁发的城镇燃气埋堍钢质管道腐蚀 控制技术规程c j j 9 5 - 2 0 0 3 、城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程 c j j 5 1 艺0 0 1 ，尚无其它具体的安全检测技术标准。 1 3 2 埋地钢质管道安全检测技术研究 美因a s m eb 3 1 争_ 2 0 0 1 提出了管道完整性管理【5 】( 见图1 2 ) 。该标准提出 管道首先应进行风险评估，然后进行管道重点段的检测评价，具体检测分为外腐 蚀检测评价、内腐蚀检测评价与智能内检测。这是公用管道、集输管道与部分长 输管道常用酶检测评价方法。 图1 - 2 埋地钢制管道完整性管理示意图 f i g u r el 一2i n t e g r a li t ym a n a g es k e t c hm a po fb u r i e ds t e e lp i p e li n e 按照n a c er p 0 5 0 2 - - 2 0 0 2 要求狰】，埋地钢质管道的外腐蚀检测评价( e c d a ) 分为四个阶段：即管道参数与操作历史数据统计( 预评估阶段) 、非开挖现场检 测( 间接检测阶段) 、管道质量的开挖现场检测评估( 直接检测阶段) 、外腐蚀宠 整性评徐( 居评价阶段 。 第一_ 甯文献综述 e c l ) a 第二阶段的闻接检测主要是进行腐蚀防护系统的检测评价，是对防腐 层本身的检测以及通过阴极效果来评价防腐层质量。 e c d a 第三阶段即是开挖检测，通过开挖，检测防腐层、管体腐蚀状况与 缺陷分布。问题是如何有效确定出开挖比例，是业界所关心的问题。 e c d a 第四阶段，即看评阶段，是关于埋地管道安全状提评价，包括腐蚀防 护系统评价与管体安全评价。 当前埋地管道检验队伍对于检验结果的评价工作重视程度有限，原因在于经 费问题以及目前的检验机构性质所决定。天津大学赣开发了一套埋地管道防腐系 统的综合评价技术软件，主要采用翻指标法，帮防腐电流密度、管地童然电饿、 管道防腐层技术状况以及阴极保护的有效性。由前所述，只有对管道本身性能进 行评价，才能是管道使用单位对管道的安全状况有全面的了解。 至1 3 3 我国燃气管道安全检测技术的发展目标 在管道完整性管理的关键技术方面取得较大进展，以设计、选材为重点，以 制造、施工为保证，提高城市燃气管道基本建设质量；以检验检测、监测预警、 应急抢险为技术手段，以失效分析、安全评定、寿命预 樊l 和风险评往为技术核心， 以信息化建设为技术支撑，防止和减少各类事故的发生，使我国城市燃气管道的 泄漏事故率降低2 0 3 0 ，使我国城市燃气管道系统安全技术的整体水平接近 或达到同期国际先进水平，安全管理模式由被动抢险转变为基于完整性管理的生 动预防，建立适合我黉城市燃气管道系统安全动态监管长效视制和安全法瓶标准 体系奠定技术基础。 ， 1 4 管道风险评价技术的进展 1 4 1 风险评价技术 风险( r i s k ) 同危险( a d v e n t u r o u s ) 有着共同含义，都涉及人身的安危和社会 财产的损失，僵风险通常不仅仅意味着事故、灾害、环境问题的存在，面显还特 别表征发生这些问题的途径、可能性以及所产生的损失。 危险可定义为可能产生潜在损失的征兆，它是风险的前提，没有危险就无所 谓风险。风险包括危险事件发生的概率和一旦发生幕故其后果的严重程度。如将 这两部分的量曩二指标综合，得到风羧系数。危险是客观存在豹，因而是无法改变 的，而风险在很大程度上可随着入们的意志而改变，即人们可以通过采取措施改 变事故发生的概率和一且发生事故所造成损失的程度。 对于风险分析和风险评价的结果，不是一味要求风险越小越好l n ，因为降低 风险是以资金、技术穗劳务的投入作为代价的。通常的做法是将风险限定在一个 第一意文献综述 合理的、可接受的水平上来研究影响风险的各静因素，经过优纯，寻求最佳的投 资方案。 风险评价技术最初是由美国能源部为核工业的安全评价而提出的8 ，到目 前为止巴被广泛地用于电子、石油化正和许多工业领域中。风险评价是针对具体 危险源发生豹概率秘危险发生后造成后果的严重程度做蠢定性或定量的评价，它 是风险正程学中的重要组成部分。风险评价技术包括危险源的识别、失效可能性 分析和失效后果评价等旧。随着风险评价技术的网益成熟，风险评价和根据风 险评价的结果做出决策，把风险降低烈某个合理的水平，即取得风险与剥益阔的 平衡，恐成为当前研究的一个热点。 1 4 2 国外管道评价技术状况 拥有世赛油气管道总里程近半数的美国从7 0 年代开始浊气管道风险评价技 术的应用研究工作，到9 0 年代初期美国的许多油气管道都采用了风险管理技术 来指导管道维护工作。1 9 9 2 年由海湾出版公司出版的管道风险管理手册就 是美国在前二十年开展油气管道风险评价技术研究工作的成果总结。在四年后新 出的该书第二版孛，俸者增加了约三分之一豹篇幅来论述基本风险评价模型在不 同使用环境下的修正方法，并在风险管理部分补充了成本与风险的关系等内容 们。到目前为止，该书已成为世界各国开展油气管道风险评价研究工作的指导 性文献。 翻拿大从9 0 年代初开始了油气管道风险评价和风险管理技术方面的研究王 作。在1 9 9 3 年召开的管道寿命专鼷研讨会上与会人员就“开发管道风险评价准 则、开发管道数据库、建立可接受的风险水平、开发风险评价工具包和开展风险 评价教育”等研究课题达成了共识娃”。随后，在1 9 9 4 年召开的管道完整性繁 理专题研讨会上又成立了以加拿大能源管道协会( c e p a ) 、国家能源委员会( n e b ) 等7 个团体组成的管道风险评价指导委员会( p r a s c ) ，并明确该指导委员会的 工作目标是促进风险评价和风险管理技术应用于加拿大管道运输工业的阶段实 现。 1 4 3 应用效果 管道风险评价技术以诱发管道攀放的各种因素为依据，以影响因素发展成危 险的可能性为条件，以事故后果造成的综合经济损失为评估指标对在役油气警遂 的安全程度进行综合评价【i l 】。其评价结果能让管道管理者掌握管道的完好状况和 提前了解管道的危险地段，以便合理地分配维护资金，从而变管道的盲目被动维 掺为预知性主动维修。这不仅做到了管道维护费用的优化使焉，焉且最大程度她 减少了油气管道发生突发性事故所造成的综合经济损失。因此，这项技术自7 0 年 第一章文献综述 代在美圈首先使用以来，很快在世界各国褥到了接广应用。例如美国a m o c o 管 道公司从1 9 8 7 年采震风险评价技术管理所属的油气输送管道和储罐以来，邑使 年泄漏率由1 9 8 7 年为工业平均数的2 5 倍降到了1 9 9 4 年的平均工业泄漏率的 1 5 倍，同时使公司每次发生泄漏的支出降低到1 9 9 3 年工业界的5 0 ，从而 使公司在1 9 9 3 年取得了接近剑纪录的剩润承平0 2 1 。该公司的应用实践表明，完 善的风舱管理手段可降低泄漏修理和环保措施的费用。再比如英潮煤气公司应用 管道风险评价软件包有效地解决了不同管理部门所制定技术标准之间的条款冲 突。 1 4 4 我国管道风险评价的技术难点拜l | 根据管道风险评价的定义，完整的风险评价需要解决三方丽的问题：首先是 弓l 起管道事故的因素有哪些? 其次是这些因素诱发管道事赦的可能性有多大? 第三是管道事故的后莱是仟么? 这兰方面闻运蕨包含的内容既是管道风险评价 所依赖的基本信息，也是影响评价结果精度的数据源。所以上述3 个问题是管道 风险评价的技术关键。然而，由于我囡油气管道系统在装备和管理水平上同国外 油气管遂系统存在一定的差距，所以要把国外成熟的管道风险评徐技术直接雳予 我国淮气管道的风险评价，在如下4 个方面将面临新的技术挑战。 1 4 4 1 采集真实可靠的评价原始数据 我豳很多油气管道，无论是长输鲶，还是矿场集输的，在设计时就没有考虑 采用数据采集系统，篱道投运看的z 作参数全靠在两端的集输站上人工定时记 录，在有些地方由于操作工人的责任心不强致使这些记录表中的许多数据缺乏真 实性。其次，由于记录表随着管道的工龄增长而增多，许多不重视技术资料归档 的集输站很难找全管道的所有工侔掰史参数。此外，霹使浮价蹶篱的全部工侔沥 史参数都能收齐，但必须花费大量入力将其录入数据库才可使厢。所有这些，不 仅削弱了我国油气管道原始数据的真实可靠性，而且增大了采集评价原始数据的 难度和工程量。 1 4 - 4 2 风险影晌因素的界定 管道系统风险值的大小是由管道发生事故的可能性与事故损失后果之乘积 来确定的。由于油气管道所处工作环境复杂多变，所以诱发管道事故的影响因素 既是多方覆的，又是多瀑次的。设怒把一切可能导致油气管道事教的影响因素都 纳入风险评价的考虑之中，固然可以提高评价结果的准确程度，但是这会增大管 道风险评价的成本。所以，从大量影响因素中筛选出对评价结果最敏感的风险要 素将是管道风险评价审的重要环节。髓前各国普遍采用的管道风险评价基本模型 将各种影响因素分成属性帮预蒴措施两类来考虑，但是按其种类的定义，象埋地 第一章文献综述 管道的覆土厚度和管输介质的腐蚀性等因素就很难界定是划入属性类还是预防 措麓类更恰当。因为我国的大部分埋地管道都是人工挖沟敷设的，其覆盖层厚度 不仅存在各处不一的问题，而且许多地段的埋深并未达到设计埋深的要求，加之 后来地砸耕作的变迁致使某些地段管道的实际覆土厚度与初建时的差距甚大。所 以埋地管道的覆土厚度的照类必须馕重处理。由于我国许多管道新输介质的一致 性较差，所以管输介质的腐蚀性也不是一个不会改变的因素。此外，我国绝大部 分油气管道在建成投运之后，其管道的施工带便已退耕还林，管道沿线的路权状 况明显比北美地区差，由此导致许多通常不该改变的环境影响因素实际上受到第 三方生产活动的影响聪改交。所有这些不利条传无疑会增加对风险要素分类的难 度。 1 4 4 3 随机因素的概率模型 定量风险评价是管道风险评价的高级阶段。它通过联合考虑诸如设备故障狂 安全系统失灵这样的单个事件可以算出最终事故的发生概率，被认为是确定绝对 事故频率的严密的数学和统计学方法0 0 。使用这种评价方法首先需要将各类影响 因素处理成随机过程或随机变量。由于我国的油气管道都是按容许应力法设计 的，过去基本上没有对油气管道所受各种载荷的概率模型傲过任何系统的研究， 所以要实现对油气管道的定量风险评价必然面临着用什么概率模型去描述油气 管道的各种随机载荷以及这些载荷因素对管道的结构完整性影响遵从什么样的 随机过程等难题。根据我莺油气管道的实际环境状况，要使用定量风险评价方法 来评价各类长输或集输油气管道必须通过大量的实测研究工作来确定主要随机 因素的概率模型。 l 。4 4 。4 横糊因素的潜在影响 管道风险评价是一个多因素综合评定的过程，国外的应用研究实践表明，在 评价过程中对引起管道发生事故的因素考虑愈全面，则评价结果的准确性就愈 高。由于油气管道的工作环境条件千差万别，所以在诱发管道事故的因素中除了 有前面提到的隧机因素终，还在管道的设计、施工、运行和维护期闻存在许多模 糊因素的影响。这些因素不仅客观存在，而且在某种程度上先天性地降低了 油气管道的结构完整性和削弱了防护措施的有效性，但实际上又往往被人们所忽 视。比如油气管道设计单位设计经验的影响就是一个典型的模糊因素，假设甲、 乙两个设计院都具有设计某条涵气管道工程的资震，僵甲院己鸯类似管道工程多 次的设计经验，而乙院却无类似工程的设计经验，尽管它们都采用同一规范来作 设计，但其结果可能是甲院完成的设计方案会比乙院的更好。同样地，管道施工 单位的经验和管道运行单位的经验都具有类耋冀的模糊影响。然蓊，在雪前国外逶 用的管道风险评价基本模型中，基本上没有考虑这些模糊影响因素，显然，这是 第章文献综述 管道风险评价体系茸前尚存的一个缺陷。为了弥补管道风险评价技术在这方西的 不足，我国有必要借用模糊分析技术的研究成果把影响、漓气管道事故发生可能性 的模糊因素纳入管道风险评价体系之中。这样，不仅可以提高管道风险评价结果 的准确性，而且也是对管道风险评价技术的进一步完善和发展。 1 4 。5 发展我国管道风险评价技术的对策【疆】 风险评价作为油气管道的现代管理技术的必鬟性和现实意义已越来越被广 大油气储运工作者所认识。但是面对我国油气管道过去几十年的管理现状和国外 众多的管i 薹风险评价蒡羹风险管理软件，我们瘟当怎样开展我国油气管道风险评价 技术的应用研究工作呢? 如果采取购买国外成熟软件或聘请外国公司评价，那么 不仅耗资巨大，而且还可能得出我们难以接受的评价结果。根据某些国家开展管 道风险评价和风险管理技术研究的成功经验，笔者认为开展我国油气管道风险评 价技术成震研究的基本思路是，在消化吸l | 雯国外管道风险评价成功经验的基础 上，编制我国管道风险评价技术指南，逐步开发适合中国国情的管道风险评价体 系。具体需做好如下几方面的工作。 l 。4 。5 。l 充分发挥技术标准麓作震 管道风险评价具有技术评价的本质，又有政策法规的体现。要使评价结果具 有可信度和可比性，评价过程中对有关风险要素的处理必须符合国家相关政策或 技术法规的具体规定。因此，我国油气管道的主管部门应当联合政府有关技术管 理机构和科研院所成立一个管道风险评价技术标准编制工作组，借鉴国矫的弱类 技术标准，尽早编制出我国的油气管道风险评价技术标准，用以指导全国油气管 道风险评价的技术开发和应用实践。 1 4 。5 2 建立全国涟气管道懿信息数据痒 管道风险评价结果的准确性来自于油气管道正作历史参数的准确与可靠。因 此，采集全国油气管道的运行历史数据和环境特征参数是建立管道风险评价体系 的基础工作。为了使管道信惠数据摩具有规范性和通用性，我国油气管道主管部 门应尽翠制订管道信息数据库的基本要求和分级标准。然后动员全国各管道公司 和油气田组织人力将各家所辖油气长输管道和矿场集输管道的运行历史参数按 要求录入各单位的子级数据库，为研究开发我国的管道风险评价体系作好基本数 据准备。 1 4 5 3 加快管道风险评价体系的研究步伐 国外管道风险评价技术经我国油气储运专家潘家华教授于1 9 9 5 年在油气 储运杂志上弓l 介后l m 】，近年已逐濒弓| 起更多储运科技人员的关注，在国内有关 刊物和储运学术研讨会上均有一定数量的研究论文面世。但是，由于这方面的科 第一章文献综述 研工作开展不多，加之管道风险评价技术的应用价值还未被更多入所认识，所以 我国甏前这方瑟的研究工作还只是等留在探索阶段。因此，为了尽快提高我营浦 气管道的管理技术水平，笔者认为加快我国油气管道风险评价体系的研究步伐具 有重大的战略意义和广阔的应用前景。当前，有关技术管理部门应当组织我国油 气储运界的专家学者对我国油气管邀系统的风险评价和风险管理课题器展战略 研讨，从而制定分步达到的研究目标，提出系列研究课题，吸引多学科的技术力 量来共同开发我国的管道风险评价体系。 l 。4 5 。4 坚持走研究与应用相结合的道路 由予管道风险评价和风险管理技术是一项实践性应用技术，不仅评价所依据 的数据源与管道实际环境密切相关，而且由风险评价和风险控制所构成的风险管 理过程实际上就是管道公司的经营过程，所以管道风险评价技术只有在实际应用 过程中不断修正对影响因素欧评定标准，才能增强评价者对风险簧素的认谖霹评 判能力，从而提高管道风险评价结果的准确性。著名管道风险管理专家w k m u h l b a u e r 先生在其权威专著管道风险管理手册第二版中增加大量篇幅来 介绍适会不同场合的管道风险评价修芷模型充分说硬，当管道风险评价的基本原 理清楚以后，应适时地对其评价方法进行修正，君能使管道风险评价技术具有广 泛的实用性。因此，笔者认为在开展管道风险评价体系研究工作时，先不必强求 形式上的统一和量化上的精确，随麓这方面的研究成果逐渐增多，以后再以实际 应用效粟这一检验标准来取长於短，优胜劣汰。 1 5 模糊风险评价理论 i l 5 1 模糊综合评判与模糊风险评价 模糊综合评判就是应用模糊变换原理的最大隶属原则，考虑与被评判事物相 关的各种因素，对其所作的综合评判。综合评判就是对受各种因素影响的事物或 对象做嬲一个总的评价。对很多事物的评价往往具有模糊性，如城市燃气管网系 统的安全问题就是懿此。 风险是指人们从事某项活动时，在一定时间内可能发生的危害。这种可能危 害来自两个方面，一是风险事件发生的可能，即风险概率( p ) ；二是风险事件发 生后的严重后果，霹风险后果( c ) 。两者的综合结果就是风险僮( r ) ，即： r _ p c( 1 1 ) 可见，风险本身既有随机性，又有模糊性，模糊数学的思想和方法为解决这 一问题提供了理论依据。因此，应用模糊数学的方法对城市燃气管网进行综舍风 险评价更具有秘学性。 第一章文献综述 l 。5 2 多级模糊综合评价方法 对予一些复杂的评价问题，或者在复杂的环境中进行评价时，往往要考虑很 多的因素，各个因素往往又有不同的层次，有时因素本身还具有强烈的模糊性， 这时，级模糊综合评价便难以解决这些情况，得不出合理的评价结果，采用多 级模糊综合评价就可较好的解决这个问题凋。 多级模糊综合评价就是在一级评价的基础上在进行模糊综合评价，并可以根 据需要多次这样进行下去。下面以二级评价为例，介绍这种评价的基本方法和步 骤。 l 。5 2 1 建立因素集 将因索集，分成蝌个因素子集u 。，f = 1 , 2 ，r f l ， f 。缸；，醪：，彩。) ( 1 - 2 ) 其中每个u 又有，z 。个因素 v i = k u ，“玩 ， i - - l 加，脚 ( 1 - 3 ) 其中魏。表示第 类的第歹令箧索，歹= | 2 一，箨，。 1 5 2 2 建立权重集 这时考虑权重，既要考虑各类因素的权重，又要考虑每一类中各因素的权重， 所以需建立两个方面的权重集。 ( 1 ) 因素类权重集根据各类因素的重要程度，赋予每个因素类相应的权数： 42 争馈+ ”：+ 赍幽倒“饥) 卜4 2 ) 因素权重集根据每一类中各霰索的重要程度，赋予适当的权数。设第i 类 因素u ，的第歹个因素甜的权数为口。，j = l ，2 ，以，i = 1 , 2 ，坍，则得m 个因素权 重集： ；。彘+ 畿+ - + 蠢如一训一2 朋 q 喝 1 5 2 3 建立备择集 。由于备择集是各种可能的评价结果组成的集合，因此，不论因素分为多少类， 各择集只有一个。假定总评判的可能结果共有p 个，剐备择集一般可表示为： y = ，v ：，v ，； 1 5 2 4 一级模糊综合评判 此处，所得的一级模糊综合评判，就是指按每一类中的各个因素进行综合评 判。假定按第f 类u ，串的第歹个因素材。评判，评判对象属于备择集中第壹元素v 。 的隶属度为，i = 1 ，2 ，辨，歹= 1 2 ，珐，素= l ，2 ，p 。则可以得到磁个级 评