摘要：随着经济的发展，我国燃气管道建设越来越多。城市埋地燃气管道一旦失效会产生泄漏，甚至引发火灾爆炸等事故，造成人员伤亡和财产损失等严重后果，影响社会稳定，因此其安全运行十分重要。由于城市地下环境的复杂性，使得埋地燃气管道失效的因素多种多样，且具有模糊性；由于城市地面状况各异，所以构成失效后果的因素也具有不确定性。文章以某市在役燃气管道为例，使用模糊数学语言表达了埋地燃气管道的失效可能性和失效后果，采用模糊综合评价模型对燃气管道的失效可能性和失效后果进行了评价，并以美国石油协会（API）风险矩阵表征了埋地燃气管道的风险等级，得到不同管道单元的风险级别和管道单元数，根据不同的风险等级采取不同的策略或措施，完善管道的完整性管理，降低管道的使用风险，确保城市燃气管网的正常安全运行。
关键词：燃气管道；风险评价；模型
引言
随着城市化的建设加快，天然气作为一种新型的、环保型的能源得到迅速发展，我国目前60%的大城市都埋设了大量的燃气管道。我国大部分城市的燃气管道已运行20多年，随着燃气管道的老化、腐蚀的加剧、地面交通道路的增长、管线周边区域人口聚居程度增大，管道安全问题已成为关系到公共安全的重大问题，所以，对现役管道进行安全管理和风险评价具有重大现实意义。我国有关燃气管道风险评价和安全管理的研究工作起步较晚。传统的安全管理侧重于燃气泄漏发生后的补救，稍有疏忽就会发生恶性事故，不能起到事前预测的作用。本文通过风险评估，在风险基础上对在役管道进行安全管理可以实现从被动抢修到主动预防的转变，将事故消灭在发生前，提高科学管理水平，实现城市减灾目标。如何科学合理地对城市燃气管道进行安全管理和风险评价，全面客观地对评价结果进行处理，真实反映管道系统的风险情况，是城市燃气管道系统安全运行的重要保障。
1风险评价概述
风险评价就是综合考虑不同风险因素之间的相互作用及影响，根据国家相关的安全标准或行业内公认的指标确定风险评价基准，衡量风险的程度，判断该系统是否需要采取进一步的控制措施。风险评价的技术方法按评判的准确性分为定性风险评价、半定量风险评价和定量风险评价三个方面。通过定量或定性的风险评价，进行管道各管段的风险识别，根据风险程度排序确定重大风险的性质并定位，需求有效的措施将风险程度控制在可接受范围内，降低管道事故发生的概率，提高燃气管道的安全可靠性。
2基于风险的城市埋地燃气管道的安全管理分析
2.1城市燃气管道综合评价指标体系的构建
城市燃气管道的综合评价指标体系是对燃气管道进行风险评价的基础。依据一套能够全面反映燃气管道系统运行状态的评价指标体系所作出的风险评价结果能够真实地反映城市燃气管道风险状况；能够为燃气公司预防危险事故的发生提供合理且有效的信息。可见构建全面科学的评价指标体系对于风险评价具有举足轻重的作用，同时也能够推进城市燃气管道系统风险管理体系的建设。在城市燃气管道风险评价中，造成管道失效和事故的原因共有4类，即第三方破坏、腐蚀、误操作和设计。通过各指标的相互关系及隶属关系对燃气管道失效的构成要素进行全面地分析。
2.2基于风险矩阵的城市燃气管道风险评价
2.2.1风险矩阵
风险矩阵是在管理过程中辨别风险重要性的一种结构性方法，并且还是对被评项目的风险潜在影响进行评估的一套方法论。风险矩阵是：（1）危险的严重性作矩阵的列。首先对危险的严重性划分为一些具体的等级，划分的具体办法可根据系统及造成的损失大小来确定，即可以定性描述也可定量描述。（2）危险发生的可能性作矩阵的行。对危险发生的可能性大小进行定性描述，从而划分出危险可能性等级。（3）建立风险矩阵。以危险发生后所造成的严重后果为风险矩阵的列，以危险发生的可能性为风险矩阵的行建立风险矩阵。则由建立的风险矩阵图可直观的表达出管道所处的真实状态，使管理者及时地作出管理决策以保证管道安全运行。风险矩阵的横坐标为管道失效后果，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个等级，数字Ⅰ-Ⅴ分别代表着管道失效后果的不同严重等级，其以升序排列。Ⅰ表示管道失效后果不严重，Ⅴ就代表着管道失效后果非常严重。风险矩阵的纵坐标为管道失效可能性，失效可能性可分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级，其数字表示意义与失效后果的意义相同，即Ⅰ级表示管道发生失效的可能性小，Ⅴ级为管道失效可能性大。按照失效后果和失效可能性的不同组合，将风险划分为4个级别，其如图2所示。图中Ⅰ是低风险区、Ⅱ为中风险区、Ⅲ为次高风险区、Ⅳ为高风险区。
图2风险矩阵图
2.2.2风险排序及应对措施
运用数学模型将管道风险分析结果对比风险矩阵图，看其属于低风险区、中风险区、次高风险区还是高风险区，并采取相应合理措施。（1）当处于低风险区时，评价对象处于安全状态。（2）当处于中风险区时，评价对象能满足正常运行要求，但是应该加强管理，比如：加强运行检查和运营监督；落实维护规程；加强宣传力度，提高管道周围居民保护管道的意识；加强管道公司人员的素质与责任心等。（3）当处于次高风险区时，评价对象处于严重事故萌发时期，在这个时期应当全面检修，并增强管道防护措施，从而提高管道的建筑抗破坏能力和管道抗破坏能力；加强对管道定期检查的频率；对检查中可能出现的严重问题，制定详细的应对方案等。（4）当处于高风险区时，评价对象已不能满足正常运行要求，应该停气检修，除了采取上述更为严格的措施外，更应该加强管理，包括人员管理和检修施工质量管理。2.3模型建立
（1）建立因素集。这里所谓的因素集主要指的是能引起管道失效或者引发风险事故的相关因素，这些因素可以用U表示，假设这些风险因素分别为u1，u2，un，则风险因素集合可以表示为
，由于这些风险因素对于管网安全的影响存在差异，这种影响一般可以使用模糊语言“影响大、影响较大、影响一般、影响较小、影响小”来表示，因此，风险因素的影响集合可以表示为
（2）确定权重。建立风险因素集合和影响集合之后，还需要确定这些风险因素与最终对象之间的影响大小，这种影响大小称之为权重，权重可以表示为
，其中，ai必须满足
。（3）建立备选集。备选集主要指的是各种风险与最终目标之间产生的评价结果所形成的集合，一般以评价结果的严重程度作为备选集的语言，备选集可以表示为
，假设评价结果的严重程度分为五种类型，则备选集为V={轻微，较轻微，一般，较严重，严重}。
结语
综上所述，管道安全评价模型的建立十分重要，既可以及时发现管道运行过程中可能出现的风险，又可以加强对城市燃气管网的完整性管理。通过研究发现，安全评价模型的建立主要有建立因素集、确定权重、建立备选集三个主要步骤，在评价过程中可以分为一级模糊评价和二级模糊评价两种类型，基于风险的城市埋地燃气管道安全评价模型对于风险后果的不确定性具有很好的适应性，城市埋地燃气管道一旦失效会产生泄漏，甚至引发火灾爆炸等事故，造成人员伤亡和财产损失等严重后果，影响社会稳定，因此其安全运行十分重要。由于城市地下环境的复杂性，使得埋地燃气管道失效的因素多种多样，且具有模糊性；由于城市地面状况各异，所以构成失效后果的因素也具有不确定性。文章以某市在役燃气管道为例，使用模糊数学语言表达了埋地燃气管道的失效可能性和失效后果，采用模糊综合评价模型对燃气管道的失效可能性和失效后果进行了评价，并以美国石油协会（API）风险矩阵表征了埋地燃气管道的风险等级，得到不同管道单元的风险级别和管道单元数，根据不同的风险等级采取不同的策略或措施，完善管道的完整性管理，降低管道的使用风险，确保城市燃气管网的正常安全运行。
参考文献：
[1]郭峰．城市地下燃气管道风险评价研究［D］．长沙：中南大学硕士学位论文，2011．
[2]贺雷，葛秀坤，郝永梅，等. 模糊综合评价在城市埋地燃气管道火灾风险评价中的应用[J]. 广东化工，2015，4222）：74-75.
论文作者:李盛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
标签：管道论文; 风险论文; 燃气论文; 评价论文; 矩阵论文; 城市论文; 因素论文; 《基层建设》2019年第1期论文;