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城市燃氣管道風(fēng)險評價(jià)技術(shù)分析
城市燃氣管道的風(fēng)險構成是一個(gè)包含眾多因素和復雜內在關(guān)聯(lián)的體系，因此，我們必須利用決策理論，根據研究對象的實(shí)際情況建立合理模型，并選取適當的評價(jià)方法。下面小編整理了關(guān)于城市燃氣管道風(fēng)險評價(jià)技術(shù)的文章，歡迎大家閱讀！
1 燃氣管道風(fēng)險評價(jià)國內研究技術(shù)進(jìn)展及局限
風(fēng)險評價(jià)是對事故發(fā)生可能與后果嚴重程度的綜合度量，事先給出分析對象的風(fēng)險預報。量化管道各管段的事故可能和后果嚴重度，評定其風(fēng)險等級。進(jìn)而實(shí)現分級管理和風(fēng)險維修。國內從事管道風(fēng)險評價(jià)的研究始于20世紀90年代中期，研究人員依托W.K.Muhlbauer的《管道風(fēng)險管理手冊》，提出了一系列切實(shí)可行的用于油氣長(cháng)輸管線(xiàn)的評價(jià)方案，促使油氣長(cháng)輸管道的風(fēng)險評估技術(shù)發(fā)展迅速。雖然我國學(xué)者已在長(cháng)輸管道方面進(jìn)行了大量研究并取得了眾多成果，但因我們自身條件限制，管道風(fēng)險評價(jià)研究的許多領(lǐng)域尚未涉及，而對城市燃氣管網(wǎng)(線(xiàn))的研究則更顯不足，“十五”科技計劃將城市燃氣管道的風(fēng)險評估作為重點(diǎn)研究?jì)热�。�?ldquo;十一五”國家科技支撐計劃已將“城市市政管線(xiàn)的安全可靠性”作為重點(diǎn)項目專(zhuān)題。其中包含了燃氣管線(xiàn)這一重要課題，由此可見(jiàn)管理層對燃氣管道安全運營(yíng)的重視，也表明了進(jìn)行城市燃氣管道風(fēng)險評價(jià)的緊迫性和重要性。
城市燃氣管網(wǎng)不同于油氣長(cháng)輸管線(xiàn)，其附屬設備眾多。燃氣管道風(fēng)險影響因素(管網(wǎng)規劃、管道設計、第三方破壞等)也較長(cháng)輸管線(xiàn)多許多，而且城市環(huán)境各不相同，燃氣管道特性也有所不同，加之70、80年代我國城市燃氣管道建設初期并沒(méi)有保留相應的數據資料，導致進(jìn)行風(fēng)險評價(jià)研究的資料大量缺失，投入使用后的管道運行工況完全依靠人工記錄，這些客觀(guān)因素增加了建立城市燃氣管道風(fēng)險評價(jià)方法和模型的難度，削弱了管道風(fēng)險評價(jià)的效用性和準確性、科學(xué)性。目前在城市燃氣管道風(fēng)險評價(jià)方面尚未形成系統、完整的風(fēng)險評估技術(shù)，常用的評價(jià)方法對管道運行的各種缺陷無(wú)法做實(shí)際意義上的定量的描述，評分的人為主觀(guān)性較大，評價(jià)結果與實(shí)際狀況有許多差異。實(shí)際應用受到一定局限。鑒于我國目前的燃氣管道管理和運行體制，對事故可能影響因素和控制措施以及事故后果嚴重度的評價(jià)更應考慮我國的價(jià)值取向，對社會(huì )、政治、經(jīng)濟等多方面因素進(jìn)行綜合分析后才能最終評定。因此，應該將管道的可靠性分析、檢測評價(jià)和風(fēng)險分析等技術(shù)有機結合，形成一整套完整性評價(jià)技術(shù)與方法，為管道的運行管理、檢測、維修和更換提供全面、可行的依據和措施，提高現役管道運行的安全性和經(jīng)濟性，形成我國特有的管理、操作、運行、維護的措施和技術(shù)規范。
2 風(fēng)險評價(jià)技術(shù)方法
風(fēng)險評價(jià)根據潛在危險發(fā)生的概率確定風(fēng)險的可接受程度，決定是否采取措施，以減少和降低潛在危險所帶來(lái)的預期經(jīng)濟損失和人身安全。風(fēng)險評價(jià)主要解決風(fēng)險來(lái)源辨識、失效概率和失效后果評價(jià)等方面的問(wèn)題。風(fēng)險評價(jià)方法按評判的準確性來(lái)分有定性、定量和介于前兩者的半定量評價(jià)。前者對待評價(jià)對象做出定性評判說(shuō)明;定量評價(jià)技術(shù)則利用統計概率論、可靠性技術(shù)等對風(fēng)險做定量評價(jià)決策;半定量評價(jià)則介于兩者之間利用數值體現指標重要性，兼顧二者優(yōu)勢，并能十分精確的進(jìn)行評判。
2.1 定性風(fēng)險分析
定性分析是找出系統存在何種危險及誘因，這些因素在何種條件導致管道失效以及對系統的影響程度，制定出預防措施。該方法基于決策科學(xué)和統計理論，對存在的風(fēng)險進(jìn)行感性評價(jià)，根據專(zhuān)家觀(guān)點(diǎn)提供低、中、中高和高風(fēng)險的相對等級評價(jià)結果，具有簡(jiǎn)便、直觀(guān)、快速的特點(diǎn)，但不能量化事故發(fā)生的頻率和損失后果。常用故障樹(shù)分析法(或稱(chēng)FTA)和故障類(lèi)型及影響分析(或稱(chēng)FMEA)。
FTA運用邏輯演繹法分析產(chǎn)生事故的原因和結果及事件間的某種特定組合關(guān)系，找到規避事故的措施。從某一特定事故出發(fā)，運用邏輯推理識別出潛在影響因素，求出事故發(fā)生的概率，提出風(fēng)險控制方案。
FMEA建立在工程鑒定和預先準備好的工程數據的基礎上，是一種能對元件或系統進(jìn)行風(fēng)險評估的方法。從失效可能和失效后果兩方面以失效概率的形式對管線(xiàn)進(jìn)行風(fēng)險評價(jià)，為設備提供設計改進(jìn)意見(jiàn)和為新項目提供指導，并處理有效信息，無(wú)需特別的軟件支持，且能用成熟的風(fēng)險模型為工程技術(shù)人員提供確定性指導。
2.2 半定量風(fēng)險分析
管道風(fēng)險半定量分析法以風(fēng)險的數量指標為基礎，對管道事故損失后果和事故發(fā)生概率按因素的權重值各自分配一個(gè)指標，運用算術(shù)法將事故概率和后果嚴重度指標組合，從而形成一個(gè)相對風(fēng)險值，能夠克服定量評價(jià)在實(shí)施中缺少數據的困難。常用方法有W.K.Muhlbauer的專(zhuān)家評分指標法和現在引入模糊數學(xué)的綜合評價(jià)法。
目前我國風(fēng)險研究者普遍采用W.K.Muhlbauer的專(zhuān)家評價(jià)模型。該法通過(guò)對引起管線(xiàn)失效的各因素進(jìn)行評分，結合管線(xiàn)失效后果，形成一個(gè)相對風(fēng)險指標來(lái)表示總的風(fēng)險程度�？煞忠韵聨撞剑孩倬C合考慮評價(jià)的精確性和最優(yōu)經(jīng)濟性對被評對象合理分段;②對失效因素引起的危險大小分配評分指數和權重;③根據資料對各管段評分并求指數和;④確定泄漏影響系數并計算相對風(fēng)險值。
引入模糊數學(xué)進(jìn)行燃氣管道風(fēng)險評價(jià)的半定量法，充分考慮城市燃氣管網(wǎng)的紛繁復雜，承認失效因素和相互關(guān)系的模糊性。并進(jìn)行定量計算。為使城市燃氣管網(wǎng)評價(jià)結果更詳細精確，充分發(fā)揮模糊數學(xué)適于非線(xiàn)性系統或系統數學(xué)模型不準確甚至難建立的優(yōu)勢。引入模糊數學(xué)方法將是極為有效的。通過(guò)專(zhuān)家使用模糊語(yǔ)言對失效因素引起管道失效的程度做出評判，構造權重向量和關(guān)系矩陣，得到模糊評判向量，從而對燃氣管道的風(fēng)險等級做出評價(jià)。
2.3 定量風(fēng)險分析
定量風(fēng)險分析利用隨機變量和隨機過(guò)程處理引起管道事故的因素，約定一個(gè)有明確物理意義的單位量化事故發(fā)生概率和損失后果，計算出管道的風(fēng)險值，分析過(guò)程復雜但結果嚴密而準確，但必須建立完備的資料庫，掌握裂紋擴展和管材腐蝕等機理，建立數學(xué)模型求解，結果精確性取決于原始數據的完整性、模型的精準性和分析方法的合理性。評價(jià)結果可用于安全、成本、效益的分析，這是前兩類(lèi)方法都做不到的。包括模擬仿真和概率法、結構可靠性評估等分析法。
模擬仿真和概率法利用蒙特卡洛原理從預先設定集合中隨機抽樣，對系統部件在多階段出現的不安全情形進(jìn)行計算機仿真，分析各階段各元件可靠度因素，統計成敗情況，評估每一組合發(fā)生的概率和造成的后果，區分各因素對風(fēng)險影響的重要程度，得到所需的多種故障和相關(guān)安全指標，以概率分布表示各結果。
結構可靠性評估以失效數據、分析模型、構件狀態(tài)假設等為基礎，并結合最優(yōu)化技術(shù)、經(jīng)濟分析。綜合考慮由分布函數描述影響因素的隨機變量，為結構可靠度的計算提供依據，確定是否需要維修或繼續觀(guān)察。對燃氣管網(wǎng)而言，需做管道靜態(tài)分析和壽命期內的綜合分析，是近幾年新興起來(lái)的定量評價(jià)方法。
3 管道風(fēng)險評價(jià)的思考和建議
3.1 建立評價(jià)的人因分析
隨著(zhù)加工工藝的發(fā)展，設備自身的可靠性也提高，人的行為對系統安全性的影響也越來(lái)越大，人類(lèi)心理存在潛在規律，情緒定律告訴我們，人百分之百是情緒化的。即使說(shuō)某人很理性，但當這個(gè)人很有“理性”地思考問(wèn)題的時(shí)候，也受到他當時(shí)情緒狀態(tài)的影響。經(jīng)筆者調查，發(fā)現在現今燃氣管道風(fēng)險分析中基本未考慮人因對評價(jià)的影響，而在燃氣管網(wǎng)的潛在風(fēng)險中，人的行為(風(fēng)險評價(jià)人員和管網(wǎng)沿線(xiàn)的社會(huì )人)是很重要的因素，貫穿燃氣管道風(fēng)險評估的整個(gè)過(guò)程，對評價(jià)結果起決定性作用。有統計顯示，近年來(lái)因人為失誤引起的事故約占事故總數的80%～95%。其中單純就燃氣管道風(fēng)險評價(jià)方面的影響因素而言。所涉及的人因筆者認為主要包括評價(jià)者的素質(zhì)和管線(xiàn)周邊的社會(huì )群體。
評價(jià)人員素質(zhì)對管道風(fēng)險評價(jià)的影響主要表現為：①缺乏實(shí)踐經(jīng)驗，理論素養淺薄。體現在辨識隱患的洞察力和時(shí)效性差、對評價(jià)對象的深層理解不夠，處理實(shí)際問(wèn)題的能力不強等。②責任心缺失，敬業(yè)精神和意識不強。如實(shí)地取樣避繁、難就簡(jiǎn)，調查數據不準確等。③公德意識和法律意識淡薄。體現在偽造數據，項目評價(jià)敷衍了事等。④評價(jià)人員的心理狀態(tài)：體現在評價(jià)人員在進(jìn)行該項工作時(shí)的心情舒暢程度，態(tài)度端正與否，情緒狀況如何。我們知道人是受情緒控制的動(dòng)物，情緒心態(tài)的好壞直接影響到人的意識行為，情緒的波動(dòng)直接影響辦事的優(yōu)劣。而就管線(xiàn)環(huán)境的社會(huì )群體而言主要包括：①管線(xiàn)周邊人員的人文素養;②管線(xiàn)周邊人員的安全意識;③管線(xiàn)周邊人員的生活水平和環(huán)境等。這些因素對燃氣管道的風(fēng)險評價(jià)造成潛在影響，同時(shí)，研究中我們應當注重人的價(jià)值體現，值得我們深入研究。在對人的因素的研究中，涉及到行為學(xué)、心理學(xué)，社會(huì )心理學(xué)等方面的知識，人作為有思維能力和情緒化的動(dòng)物，所實(shí)施的行為受到大腦意識的支配、調節以及心態(tài)變化的影響，故而人因在人類(lèi)從事的各項活動(dòng)中占有很重要的地位，在管道風(fēng)險評價(jià)的眾多方面牽涉到人的因素，筆者認為十分有必要對其進(jìn)行深入研究。
3.2 建立合理的資料篩選制度
影響系統評價(jià)方案的優(yōu)劣很大程度上受研究資料的影響，進(jìn)行燃氣管道風(fēng)險評價(jià)前我們必須要做的一項工作就是采集、篩選資料，資料采集的好壞直接關(guān)系到整個(gè)評估工作的效率和效果。資料篩選主要有以下幾方面：①歷史資料的詳實(shí)性，它將直接影響管道風(fēng)險評價(jià)方案的選取、制訂研究?jì)热莺头椒ㄒ约帮L(fēng)險評價(jià)的后續工作。②資料采集手段：研究人員應盡可能的通過(guò)多渠道、多方式去獲取研究對象的資料，綜合采用試驗測試、現場(chǎng)調研、走訪(fǎng)管道設計方等獲取資料，而今有些研究者圖省事，采集方法單一，影響了評價(jià)結果的準確性。③資料的可信度和一致性，應仔細辨識資料的真偽。并盡可能親自去獲取研究對象的最原始資料。達到數據與評價(jià)對象的一致性，從而提高風(fēng)險評價(jià)的可行性和可信度。
3.3 評價(jià)方式和模型的選取分析
城市燃氣管道的特征與長(cháng)輸油氣管道有許多差異，不能把評價(jià)長(cháng)輸管線(xiàn)的方法照搬套用。實(shí)際上，城市燃氣管道不同類(lèi)型因素所蘊涵的內容往往有本質(zhì)的差別，各影響因素的關(guān)系錯綜復雜，有些因素的交互作用非常強烈，不宜忽略同類(lèi)影響因素的相互關(guān)系，而應綜合考慮這種關(guān)系并采用分散賦值、健全模型等辦法評價(jià)。城市燃氣管道在管道設計、施工、運行管理等方面有自身固有的特點(diǎn)，如城市燃氣管網(wǎng)結構復雜、設計規劃和建設周期、腐蝕與防護方式、缺陷檢測等都跟長(cháng)輸管線(xiàn)有很大差異，在選擇風(fēng)險評估方法一定要考慮被評對象的特點(diǎn)以及可以獲得的資料，根據城市燃氣管網(wǎng)的實(shí)際狀況確定合理的評價(jià)模型。對某些城市管網(wǎng)的相似環(huán)境、相似狀況可采取類(lèi)比分析法對同類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行類(lèi)比風(fēng)險分析，節省分析時(shí)間、提高分析效率和效果。
3.4 建立燃氣管網(wǎng)的完整性評價(jià)和管理體系
完整性評價(jià)和管理是指管道公司根據不斷變化的管道因素，獲取與專(zhuān)業(yè)管理相結合的管道完整性的信息，持續地對管道潛在風(fēng)險因素進(jìn)行識別和評價(jià)，并采取相應的控制對策，將風(fēng)險水平始終控制在合理的、可接受的范圍內，以最終達到減少和預防發(fā)生管道事故、經(jīng)濟合理的保證管道的安全運行的目的。包括對管道本體的適用性評價(jià)、管道和站場(chǎng)設施故障診斷、地質(zhì)災害評估等，并運用IT技術(shù)提升管道的完整性評價(jià)和管理水平。當前國內對城市燃氣管道在完整性風(fēng)險評價(jià)方面研究才剛剛起步，研究面較窄，由于燃氣管道廣布于密集的居民區，對居民生活影響很大，因此，進(jìn)行完整性風(fēng)險分析顯得尤為重要，為此我們應當聯(lián)合相關(guān)專(zhuān)業(yè)，充分借鑒國外研究成果，加大力度對這些方面進(jìn)行深化研究，促使管道運行管理更科學(xué)。
3.5 加快通用性、相關(guān)性及指標體系建立研究
現今我們針對燃氣管道風(fēng)險的研究?jì)H局限于對管道局部和某一城市管網(wǎng)的研究，單獨剝離各因素而未考慮因素間的相互聯(lián)系，而實(shí)際影響因素是相互關(guān)聯(lián)的，并且評估指標的選取方法不一致、不全面，或沒(méi)有足夠代表性使得對相同特性的管線(xiàn)也缺乏十分相近的認識。部分成果缺乏通用性，基本不能用于相似的城市燃氣管網(wǎng)，管理層應組織制定一些用的技術(shù)標準并加大這方面的投入。為此，筆者建議今后應加快管道風(fēng)險評價(jià)的通用性研究，綜合考慮并建立相對統一的技術(shù)標準和執行規范，做到既科學(xué)合理，又兼顧完備性、獨立性、針對性、相關(guān)性，還能從總體上反映實(shí)際風(fēng)險狀況的指標體系以更好的指導燃氣管道風(fēng)險研究，提高城市燃氣管網(wǎng)的安全水平。指標體系應力求符合具體情況，從實(shí)踐中提煉指標。通過(guò)評價(jià)并應用于實(shí)踐接受檢驗，不斷完善通用性指標，對于特定系統，應該靈活處理。
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