关键词：燃气管网；优化设计；遗传算法；蚁群算法；神经网络算法
引言
城镇燃气气源种类多，燃气管网受到设计和施工以及设备厂家等因素影响，长期埋设在地下的管网使用过程中已经出现不同程度的裂纹、管壁减薄、胶圈老化等问题，不仅降低燃气管网利用率，同时还存在严重的安全风险和隐患。城镇管道埋设区域地面环境复杂，人口密度大，同时活动频繁，管道事故的出现会造成严重影响和损失。因此，城镇燃气管网风险评估十分关键。但是受到管网风险评估技术等因素限制，实际风险评估工作未能得到有效落实。当前很多城镇燃气管道存在有过度或过早维修问题，造成严重浪费 ；同时，有、些管道未能及时维护，存在泄漏和破裂等问题，造成很大的经济损失。因此，必须对城镇燃气管网风险评估技术研究有足够重视。
1当前我国城市燃气管网工程中地下管线施工存在的问题
1.1 城市管网规划不合理
众所周知，在市政工程中，地下管线施工是其重要的组成部分，科学合理的城市管网规划是确保城市燃气管网工程有效运行的基础。根据当前我国城市燃气管网工程的施工建设情况来看，地下管线施工存在有规划不合理的问题，导致地下管线布局混乱，再加上在后期运行工程中不能够有效管理，使得地下管线不能有效运行，为城市运行带来影响。
1.2城市燃气管网建设施工方面的难点
在城市燃气管网建设中，首要的环节是对管网布局进行规划设计。在管网规划设计工作中，需要根据现有文件资料的内容以及实地勘测调研，确定城市燃气管网的布局方式。由于在进行文件资料的查询和分析中，原始数据会存在一定的偏差，如数据不准确、不全面，或者由于记录人员的个人水平的影响，导致的原始资料不匹配等问题，从而影响了文件资料的可靠性。另外，在进行实地勘测中，由于受到周围自然环境、人为因素等影响，勘测数据也会有一定偏差。在实际施工过程中，也会遇到一些在设计阶段忽略的问题，影响施工进度或者工程质量。在施工过程中根据突发状况而进行的设计方案的修正等操作，会导致城市燃气工程项目建设结果与预先的设计存在差异，从而造成工程建设目标无法完全实现。
1.3缺乏有效的保护技术
针对于城市燃气管网工程的地下管线施工而言，想要确保地下管线能够有效运行，对其进行后期维护管理至关重要，此外，还需要针对地下管线采取一定的保护技术与保护措施，对地下管线运行过程中可能出现的问题要进行提前预估，全面评估运行过程中的风险因素，以便能够有效预防控制，降低地下管线的运行风险。但是结合地下管线施工情况来看，施工单位不能对施工风险进行全面评估，相关单位不能针对地下管线进行有效维护，导致地下管线出现沉降、错位等多种问题，为城市燃气管网工程的有效运行带来阻碍。
2燃气管网优化设计方法研究
2.1 做好燃气工程施工的综合规划
想要对燃气管网工程中的地下管线进行有效保护，首先在建设燃气工程时需要紧跟当前城市发展需求，对燃气工程进行科学合理的规划布局。在对地下管线进行施工之前，相关单位需要提前对地下管网的布局情况进行全面了解，确保燃气管网工程的规划设计与原先的管网设计不产生冲突。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，在规划布局过程中，一定要立足于整个城市的长远发展，对地下关心的布局、能力以及线路进行选择设计，确保在城市运行过程中，地下管线无论是供气量还是压力方面都能符合城市未来的建设规划需求。在建设地下管线的过程中，施工单位一定要严格根据设计图纸进行建设，不能随意变更设计，一旦建设过程中出现问题需要变更设计，那么只有经过相关部门审核之后才能更改施工，并且针对更改部分要进行详细记录，为后续建设活动以及工程维护提供依据，确保工程项目建设活动能够顺利开展。
2.2神经网络算法在管网优化的应用
神经网络系统是一种模仿生物神经网络的结构和功能的高度复杂的非线性动力学系统，具有大规模并行协同处理、容错性、自适应性和自组织性等特点。目前神经网络算法大多应用于天然气负荷预测、燃气管网泄漏分析、安全性分析、天然气管道内腐蚀速度预测等方面，在管网优化设计领域的应用相对较少，因此，可以借鉴供水管网的先例，,探究神经网络在燃气管网水力计算的应用。陈善庆提出采用改进的 Hopfield 神经网络算法，目标函数为最低管网年费用折算值，以离散管径为优化变量，管网水力可靠性和相关设计规范为约束条件对给水管网进行优化，研究结果表明神经网络算法应用在管网优化是可行的，该算法有效提高了寻优能力、速度和效率。
2.3涂层保护设计
在对城市燃气管道进行输送期间，经常采取涂层保护设计。根据喷涂的部位，能够分成内外涂层。而在燃气管道里经常采用的是内涂层保护，其主要的作用是可以把输差降低。内涂层不但强度大、耐磨损、而且还比较的光滑，同时还具有较强的抗磨损性以及良好的附着力，从而得以保证天然气得到有效的运输。比如，某地区在采用燃气管道涂层保护法的时候，先是采取内涂成保护法，然后在采用外涂层保护法，因为外层温度会达到 200℃以上，采取此方法能够让涂层具有较强的抗高温性。
2.4有效落实地下管线保护技术
想要对城市燃气管网工程的地下管线进行保护，需要全面体现在燃气管网工程施工建设活动中。在地下管线建设前期，需要有效应用管线探测技术，对地下管线的实际情况进行全面探测，以便能够了解管线的所处位置、深度，为城市燃气管网工程的开展提供数据支持。施工单位在开展燃气管网工程建设活动时，需要有效落实各项规范，避免由于人为因素出现操作不当等问题，导致地下管线防腐层被破坏。施工单位在建设活动中还需要积极引进先进施工技术，有效控制施工活动中的土地沉降问题，结合管线预埋位置，改善土体环境，尤其是在地下管线密集区域，更要做好管线的保护措施，合理选择施工设备以及施工工艺，避免建设过程中会对管线造成不必要的破坏。此外，还需要对地上架空线路等设施，采用防护棚防护或者设置警戒标志的方式进行保护。在建设过程中，如果发现管线出现变形或者下沉现象，应该立即查明原因进行保护，并且告知相关部门进行处理，随后才能继续开展施工活动。
结语
综上所述，随着我国城市燃气输配管网建设规模扩大化和结构复杂化，如何保证燃气管网运行的安全性、稳定性和可靠性成为了燃气管网发展研究的的重点，因此在城市燃气输配管网的优化设计中，可以尝试将遗传算法、蚁群算法、神经网络算法等智能算法应用到管网运行工况分析和事故分析。将智能算法应用在管网优化设计中，综合考虑燃气管网的安全性、经济性、可靠性和当地的实际情况，最终确定城市燃气输配管网优化设计的最优方案。
参考文献
［1］张德久，王三石.浅谈城市燃气管网优化设计方法[J]. 企业技术开发，2015，34(2):7-8.
［2］李小玲，王金岩.燃气管网水力计算研究进展[J].当代化工，2011，40(12):1246-1248.
［3］刘燕.燃气管网计算理论分析与应用的研究[D]. 天津:天津大学，2004.
［4］郑利平.遗传算法在城市燃气管网优化中的应用[D].重庆:重庆大学，2003.
论文作者:张靖靖
论文发表刊物:《城镇建设》2019年21期
论文发表时间:2019/12/16
标签：管网论文; 燃气论文; 管线论文; 地下论文; 城市论文; 算法论文; 神经网络论文; 《城镇建设》2019年21期论文;