油气集输管道风险评估及防护研究综述

针对日益突出的管道安全可靠性问题,旨在提高对管道的风险评价和管道事故的预测能力,通过综述国内外油气管道腐蚀研究进展,分析了管道材料缺陷、腐蚀以及第三方破坏对油气管道风险的影响,指出温度是管道腐蚀的最重要因素,管道材质对管道事故的发生起到决定性的控制作用,第三方破坏是诱发管道事故的主要因素。分析了专家评分法、风险排序法、故障树分析法等方法在管道风险评价中的应用和评价程序,指出故障树分析法是目前被广泛应用的一种方法,但须从基本事件入手采取措施,才能有效控制和预防顶事件的发生。总结了油气管道风险评估方法,从主观因素和客观因素两方面提出油气管道风险源控制措施,为管道风险管理提供有效依据。     

基于毕达哥拉斯模糊贝叶斯网络的海底管道泄漏风险分析*

为分析海底管道运行中存在的泄漏风险,提出1种基于毕达哥拉斯模糊数与贝叶斯网络的风险评估模型。首先,通过毕达哥拉斯模糊数转换专家定性评价,拓展专家意见模糊范围;然后,结合主客观组合赋权法,利用毕达哥拉斯梯形爱因斯坦混合几何算子（PTFEHG）实现专家意见的聚合;最后,通过贝叶斯网络的推理与敏感性分析,计算海底管道泄漏风险的失效概率,并辨识关键风险因素。研究结果表明:该方法可以结合专家意见对海底管道泄漏风险进行定量分析,并识别导致泄漏事故的关键风险因素,对海底管道安全管理具有指导意义。     

海底油气管道泄漏事故风险分析的贝叶斯动态模型

为研究海底油气管道泄漏事故风险的动态性,预防重大事故发生,针对传统风险分析方法的局限性,基于安全屏障和事件树分析,建立海底管道泄漏事件序列模型。根据事故先兆数据和贝叶斯理论,对安全屏障的失效概率进行实时动态更新。最后,由事件树的逻辑关系得出不同泄漏场景的发生概率。结果表明:用上述的基于事件序列模型和贝叶斯理论的方法,能够克服传统风险分析方法的不足,描述不同泄漏场景发生概率随时间变化的动态特征,实现对海底管道泄漏事故风险的动态分析。     

基于FDHHFLTS-BN的海底管道泄漏失效风险定量分析

为预防海底油气管道泄漏失效事故,提出基于自由双层次犹豫模糊语言术语集(FDHHFLTS)和贝叶斯网络(BN)的FDHHFLTS-BN风险分析方法,用于分析海底油气管道泄漏失效事故概率及事故的关键风险因素。将故障树模型转换为BN结构,由专家根据FDHHFLTS评估基本事件发生可能性;采用最佳最差法(BWM)确定专家权重,结合相似性聚合方法(SAM)聚合专家意见;依据构建的BN模型,正向推理得到事故发生概率,反向推理得到后验概率,并进行敏感性分析。将该方法应用于实例分析,结果表明：分析段海底管道泄漏事故的概率值为P=6.20×10^-3;焊缝施工缺陷、材料施工缺陷和渔具作用等为事故发生的关键因素;与传统方法对比分析结果证明,所提方法在确定海底管道风险方面具有一定的优势。     

基于事故理论的城市轨道交通风险评价模型研究

笔者分析了城市轨道交通事故,在分析我国其他行业事故分类的基础上,确定城市轨道交通事故分类标准,即重大事故、大事故、险性事故和一般事故,并将不同事故分类情况及专家判断评分,按事故的大小不同换算成可以计算的计算尺度,根据事故种类不同计算出事故折算因子,根据风险理论的评价方法,建立了地铁风险评价模型,对地铁的危险性进行量化定级,并通过具体实例进行综合分析评价,该风险评价模型具有一定的工程意义。     

城市燃气铸铁管道的风险辨识与评价模型

对城市燃气管道在运行过程中的风险因素进行了辨识,讨论了铸铁管道风险的特殊性。根据故障树分析法、层次分析法与专家调查法对风险因素进行分析评判,建立了城市燃气铸铁管道风险评价的失效可能性模型。     

灰色理论和DEMATEL在城市燃气管道风险评价中的运用

针对城市燃气管道风险评价时存在各因素相互作用会影响评价结果的问题，通过分析以往燃气事故发生原因、行业专家意见和相关规范标准，筛选整理出4项一级指标和19项二级指标，建立城市燃气管道风险评价指标体系。为保证城市燃气管道风险评价的准确性，引入灰色理论与决策试验法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)。首先，基于此方法分析各因素之间的影响关系；然后，得出各指标因素在评价指标体系中的重要程度；最后，对中心度进行归一化处理得到各影响因素的权重，结合模糊综合评价的方法对燃气管道进行风险评价。结果表明：阴极保护失效、管道运行年限、管道保护装置和人为破坏是导致燃气管道失效最重要的4个因素，燃气管道的风险等级为中等；分析结果与实际工程相吻合，证明该方法能够有效评估燃气管道风险。     

基于贝叶斯网络的养老院火灾风险评估方法研究

为预防养老院火灾事故,结合事故树法(FTA)和贝叶斯网络法(BN),建立了一套养老院火灾风险定量评估模型。首先,采用事故树法建立潜在的养老院火灾事故场景;其次,考虑到养老院火灾事故场景中不确定因素的影响,将事故树模型转化为贝叶斯网络模型,并结合有人员伤亡的养老院火灾事故发生发展实际优化模型;最后,以某市养老院为例,结合调研、文献及统计数据确定先验概率及条件概率,并用GENIE 2.0软件实现贝叶斯图形化,分析验证该模型逻辑可行性。结果表明:通过该模型和方法,不仅可以预测养老院火灾事故中各场景发生发展概率,还能对各风险因素敏感度和最大致因链进行分析,提高了风险因素辨识和评价的准确性,可以为养老院火灾风险分析和防控提供参考。     

定量风险评价技术在海底管道中的应用

根据风险工程理论,综述了多种海底管道定量风险评价技术.着重研究了模糊综合评分和蝴蝶结模型在海底管道油气泄漏概率计算及后果分析中的综合运用,建立了基于泄漏物危害及影响系数的泄漏后果严重度模型,结合风险矩阵实现定量风险评价.同时,该评价方法对工程实践具有一定的指导意义.     

灰色理论和熵权法在长输管道风险评价中的应用

根据长输管道系统风险的成因、危害以及所具有的灰色特性,结合国内环境条件、运行状况和管理水平等实际情况,采用灰色关联理论与熵权法相结合的评价模型,对长输管道风险评价作定量的研究,确定了长管道系统的主导风险因素的风险排序.为了降低主观因素的影响,合理优化评价过程,在借鉴长输气管道风险理论研究成果的基础上,首先运用专家评分体系对长输管道系统进行评分,计算出各个风险因素的指标值.将得到的指标值分别运用传统的灰色关联理论模型和熵权改进的灰色理论模型来计算,最后将两组计算结果进行对比研究,证明两种方法的结合使用得出的结果更加客观合理.     

基于贝叶斯网络的页岩气集输管道失效概率计算方法研究

页岩气集输管道运行压力和出砂量在生产过程中衰减显著，这导致管道失效概率不断变化，针对这一问题，采用贝叶斯网络方法，建立了页岩气集输管道失效概率动态计算模型。首先，分析页岩气气质特征、管道运行工况及失效原因，利用逻辑门的连接关系，建立了页岩气集输管道失效故障树；其次，基于贝叶斯网络与失效故障树的结构映射关系，将失效故障树转化成贝叶斯网络结构；然后，通过贝叶斯网络的参数学习，实现模型求解；最后，进行了实例应用。研究结果表明:该模型不仅可有效计算页岩气集输管道的失效概率，还能确定影响管道失效的关键风险因素，并且可通过调整节点的状态及概率分布，实现页岩气集输管道失效概率的更新。     

油气管道腐蚀可靠性的贝叶斯评价法

对油气管道腐蚀危害因素进行分析,建立其失效故障树。根据故障树分析原理,找出导致管道腐蚀穿孔破坏的23个因素。通过对故障树的定性分析,采用下行法求出油气管道腐蚀失效故障树的96个全部最小割集,并确定失效的主要影响因素。结合最小割集不相交化法和贝叶斯可靠性评定法对管道腐蚀失效进行定量分析,通过某油气管道事故统计数据,利用贝叶斯可靠性评定方法求出油气管道腐蚀可靠性的一阶矩和二阶矩。对一阶矩和二阶矩进行拟合,求出油气管道腐蚀可靠性的第一近似下限和第二近似下限。结果表明:得出的油气腐蚀管道贝叶斯可靠性评价结果可以指导管道系统的维护和维修,降低管道运行的风险。     

基于UHBs的输气管道高后果区泄漏燃爆事故分析

为探究输气管道高后果区中人的不安全行为（Unsafe Human Behaviors,UHBs）对输气管道泄漏燃爆事故发生的影响,结合模糊Bow-tie模型和贝叶斯网络对输气管道泄漏燃爆事故进行分析。构建基于T-S模糊故障树的输气管道泄漏燃爆模糊Bow-tie模型,并转化为贝叶斯网络;从人的不安全行为发生的可能性出发,将不同等级高后果区划分为不同等级人口敏感区;利用专家经验评判法得到不同等级人口敏感区基本事件的先验概率和中间事件的条件概率表;运用贝叶斯网络双向推理算法求解模糊Bow-tie模型。结果表明:随着地区人口敏感等级的提高,输气管道泄漏燃爆事故发生的概率随之增大,发现导致输气管道失效泄漏事故发生的最主要原因为施工破坏,失效原因与EGIG分析的结果基本相符,验证该方法在高后果区输气管道泄漏燃爆事故分析上的可行性,可为输气管道高后果区的安全管理提供决策依据。     

A new pre-assessment model for failure-probability-based-planning by neural network

At present, the prediction of failure probability is based on the operation period for laid pipelines, and the method is complicated and time-consuming. If the failure probability can be predicted in the planning stage, the risk assessment system of gas pipeline will be greatly improved. In this paper, the pre-laying assessment model is established to minimize risk of leakage due to piping layout. Firstly, Fault Tree Analysis (FTA) modeling is carried out for urban natural gas pipeline network. According to expert evaluation, 84 failure factors, which can be determined in the planning stage, are selected as the input variables of the training network. Then the FTA model is used to calculate the theoretical failure probability value, and the failure probability prediction model is determined through repeated trial calculation based on BP (Back Propagation Neural Network) and RBF (Radial Basis Function), for obtaining the optimal network parameter combination. Finally, two prediction models are used to calculate the same example. By comparing our pre-assessment model with the theoretical prediction consequences of the fault tree, the results show that the error of RBF prediction model can be close to 3%, which proves the validity and correctness of the method.     

盐穴地下储气库事故统计及风险分析

借鉴输气管道和二氧化碳地下封存设施的风险评价方法,结合盐穴地下储气库的事故统计分析,对储气库系统中的潜在风险因素进行12大类、35小类的初步分类,并归纳总结了盐穴地下储气库的3种主要事故类型。采用事故树分析的风险评价方法,对13种主要风险因素进行风险识别。在此基础上,提出定量风险评价的重要工程模型,其包括气体水合物模型、盐穴稳定性评价模型以及气体泄漏模型。该风险分析方法和工程模型有助于定量评价盐穴地下储气库的主要风险因素,为储库的安全稳定运行提供了科学依据。     

基于模糊Bow-tie模型的深水海底管道定量风险评价研究

为有效评价深水海底管道风险,提出一种新的模糊Bow-tie模型定量风险评价方法。综合运用Bow-tie图、模糊集以及德尔菲法,定量分析油气泄漏概率。进一步利用层次分析法(AHP)研究油气泄漏后果的严重程度,给出泄漏后果因素的权重系数选择方案。同时,结合风险矩阵,实现对高风险深水海底管道的定量风险评价。将上述方法用到具体海底管道工程中,得出目标海底管道泄漏概率属于A级,泄漏后果属于Ⅲ级,泄漏风险为高风险,这一结果与实际情况较为符合。     

Estimation of failure probability of oil and gas transmission pipelines by fuzzy fault tree analysis

Failure of oil and gas transmission pipelines was analyzed by fault tree analysis in this paper. According to failure modes of pipeline: leakage and rupture, a fault tree of the pipeline was constructed. Fifty-five minimal cut sets of the fault tree had been achieved by qualitative analysis, while the failure probability of top event and the important analyses of basic events were evaluated by quantitative analysis. In conventional fault tree analysis, probabilities of the basic events were treated as precise values, which could not reflect real situation of system because of ambiguity and imprecision of some basic events. In order to overcome this disadvantage, a new method was proposed which combined expert elicitation with fuzzy set theories to evaluate probability of the events. As an example, failure probability of pipeline installation was assessed by using the proposed method, achieving its fuzzy failure probability of 6.4603×10⁻³. The method given in this article is effective to treat fuzzy events of FTA.     

基于模糊综合评价的燃气管道第三方破坏失效研究

针对燃气管道第三方破坏事故复杂的特点,基于层次分析和模糊数学的理论,计 算燃气管道第三方破坏风险失效的可能性。全面识别城镇燃气管道第三方破坏事故的危 害因素,构建包含56个基本事件的燃气管道第三方破坏故障树。利用模糊集合隶属函数 ,计算燃气管道发生第三方破坏事故基本事件的模糊概率。利用改进的层次分析法,得 出各专家权重并修正各专家的评估意见,计算管道第三方破坏失效的可能性。以某大型 省会城市燃气管道为例进行验证分析,证明该方法的风险评价结果与实际情况相符,可 为燃气公司安全风险防控提供依据。     

基于灰色支持向量机的湿天然气集输管道腐蚀研究

湿天然气集输管道系统运行时间长,管道腐蚀严重,失效泄漏事故频发,其系统风险评价面临诸多问题,因而研究其腐蚀率预测有重要意义。基于灰色支持向量机(GSVM)方法,综合考虑管道材质及其各种影响因素,对其进行灰色相关分析,并根据结果选取有较高相关度的影响因子作为输入变量,将腐蚀率作为目标输出函数,建立湿天然气集输管道腐蚀预测模型。并通过实证分析比较,发现用该模型计算出的管道腐蚀率平均相对误差较小,其预测结果与实际值吻合程度较高,使预测精度得到提高。     

基于蝴蝶结模型分析“11·22”东黄输油管道泄漏爆炸事故

为了找出"11·22"中石化东黄输油管道泄漏爆炸事故发生原因及有效预防措施,利用蝴蝶结模型将事故树与事件树结合分析事故发生原因及后果,研究企业和政府相关部门在输油管线管理及泄漏处理方面存在的问题,提出有效的防范措施,对提高类似事故的管理与应急处置能力有一定的意义。