[发明专利]一种城市燃气管道风险等级定量评定方法及其应用

说明书

技术领域

本发明是一种城市燃气管道风险等级定量评定方法及其应用，尤其涉及燃气管道风险等级的定量计算，属于油气储运风险控制领域。 

背景技术

随着城市扩容速度的加快和燃气管网的老化，城市燃气管道泄漏着火、爆炸、中毒等恶性事故时有发生，已成为继交通事故、工伤事故之后的第三大杀手。 

如果能根据城市燃气管道的使用情况，综合各方面因素对管道进行综合等级计算，划分等级，进而采取分级管理，分别采取有针对性的技术措施和管理措施，预先控制和减少其可能引发的事故灾害，实现对燃气管道高效的风险管理，也为政府部门了解掌握本地燃气管网安全状况，提高城市燃气安全运行管理水平，完善城市燃气保障功能，提升城市抗御重大火灾的能力提供技术支持。 

目前，国内燃气管道的风险评价技术的研究处于从半定量向定量的过渡阶段，燃气管道的风险等级评定大多处于半定量化阶段，没有建立精确的数学模型和计算方法，尤其对导致系统发生故障的上一级事件与下一级事件之间的不确定因果关系不能有效描述，使评价结果的准确性受到影响，对城市埋地燃气管道的风险评估尚未形成系统、完整的风险评估技术，对燃气管道风险等级评定方面的研究也不全面、系统。 

目前，国内在城市燃气输送管道风险等级评定方面应用的分析研究方法，主要有肯特评分法及其改进方法、层次分析法、风险接受准则法、基于个人风险和社会风险的方法、概率风险评价、等分法和正态分布的3σ划分法等等。 

肯特评分法是一种比较成熟并广泛应用于管道线路的风险评价方法，在美国、英国、加拿大等同的应用尤其广泛。肯特评分及其改进方法的理论成熟，方法简便，以实际参数和统计数据为基础，评估结论合理可信，尤其是该方法所确立的第三方破环、腐蚀因素、设计因素、和误操作因素等4个主要风险评分指标在燃气管道风险等级研究中普遍使用，具有较高的参考价值。但其资料收集评判存在主观性，要求评价者必须拥有非常丰富的经验，才能保证评判的一致性和符合性。 

层次分析法是一种定性和定量分析相结合的多目标决策方法，主要用于多目标的优劣排序和权重确定，其对权重的确定需要对矩阵A的最大特征根λ_max计算来进行一致性检验。层次分析法计算简单，指标权重具有一定的可继承性，但权重系数比较粗略。相对而 言，属于客观赋权法的熵值法能够深刻地反映指标信息熵值的效用价值，其给出的指标权重比层次分析法有较高的可信度，但缺点是缺乏各指标之间的横向比较，需要完整的样本数据，在应用上受到限制。 

风险接受准则(Risk Acceptance Criteria)在风险分析中表示在规定的时间内或系统的某一行为阶段内可接受的风险等级，它直接为风险分析和制订风险减小措施提供参考依据，并在进行风险分析之前预先给定。根据风险的表示方式，风险接受准则有定量和定性两种描述方法。城市燃气输送管道的风险因素主要有安全(个人风险和社会风险)、经济(与管道事故有关的经济损失，包括潜在的事故成本、停输延误生产运营等)、环境(天然气泄漏造成的生命财产损失和环境破坏等)三个方面。因此，在确定城市燃气输送管道风险接受准则时，应该综合考虑个人风险接受准则、社会风险接受准则和环境风险接受准则三个方面。风险接受准则法分别确立了个人风险接受准则、社会风险接受准则和环境风险接受准则，从不同于传统肯特评分法的角度对燃气管道风险等级的评定进行研究。虽然该方法的研究已取得很大进展，但是在解决一些具体问题时仍然存在不少困难，例如风险接受准则的度量多维化、风险接受准则的优先排序合理化、风险接受准则的适时更新等。此外，虽然有些国家已经制定了风险管理与分析指南(NORSOK标准)，但至今尚无专门用于评价天然气管道事故可接受性风险的国际或国家标准，这也为该方法的实际应用带来了挑战。 

因此，为克服现有技术的不足，提出一种基于物元和可拓集合理论的燃气管道风险等级评定方法。该方法综合考虑了影响管道失效可能性的各个风险因素以及燃气管道可能造成的失效后果，引入了物元理论和可拓集合的方法，通过建立城市燃气管道风险等级评定的可拓评价系统和基于相关函数的可拓评价方法，将实际问题的质与量相结合，构建计算模型和数学函数来解决燃气管道的风险等级评定问题，与其他一些主要依据专家经验打分的主观方法比较而言，该方法更具有客观性和可信度。同时，为了使工程实际应用更加方便、易操作，设计编制了燃气管道风险等级计算程序，既验证人工计算的结果，在很大程度上提高了基于物元和可拓集合理论的燃气管道风险等级评定方法在实际中的应用性，使得该方法在体现风险等级评定客观性和精确性的同时，还具有一定的实用价值，是增强燃气管道风险管理的有效方法。 

发明内容