基于风险的城市埋地燃气管道安全评价模型及应用

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。     

城市埋地管道占压风险评估实用方法研究

为提高不完备信息条件下城市埋地管道占压风险评估的准确性和实用性,综合运用属性层次模型(AHM)和数理统计方法,建立了城市埋地管道占压风险评估实用方法。以燃气管道为例,分析燃气埋地管道占压隐患的7类影响因子及其对应评价指标,利用属性层次模型确定各影响因子及其评价指标的权重,各影响因子与其对应下属评价指标的权重组合值表示城市燃气埋地管道占压风险;采用数理统计方法估计占压风险的概率密度分布曲线和累积密度曲线,确定评定城市燃气埋地管道占压风险等级区间。上述方法实例应用的结果表明,该方法与模糊综合法的评价结果基本相符,但该方法考虑了权重组合值表征风险和用概率表征不确定性因素,方法较为简便实用,结果更加科学可靠。     

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AHP-熵权法的城市燃气管道风险评价*

为全面、客观地评价城市燃气管道风险,提出1种基于AHP-熵权法的城市燃气管道风险评价模型。该模型基于风险评价理论,结合管道失效可能性与后果严重性,构建包含105个评价底因素的城市燃气管道风险评价指标体系。针对城市燃气管道风险因素的复杂性和模糊性,引入模糊数学思想和方法,结合AHP和熵权法确定评价指标的综合权重,再运用模糊综合评价法和风险分析矩阵评估燃气管道风险等级。结果表明:该评价模型风险评价结果与实际情况相符,可为城市燃气管道风险预警与管理提供依据。     

城市埋地燃气管道危险性SPA-Markov链评价预测模型

为对城市埋地燃气管道系统危险性进行动态评价及预测,为管理者提供更客观的、可靠的管理依据,将集对分析(SPA)理论和马尔科夫链相结合用于城市埋地燃气系统的动态评价中。针对城市埋地燃气管道系统存在不确定性和动态变化的特点,提出集状态评价和预测分析于一体的城市埋地燃气系统动态危险性评价预测方法。该方法利用SPA的多元联系数对系统的危险等级进行划分,运用马尔科夫链的遍历性,并将结果与集对势相结合,预测城市埋地燃气管道系统最终的危险水平。     

常州市燃气管网破坏的人工神经网络预测模型

作为一种高效清洁的能源,燃气已经成为城市能源中的重要一员,燃气管网破坏亦成为城市所面临的重大安全隐患。城市埋地燃气管网的破坏风险,往往受到多种影响因素的共同作用。通过分析常州市埋地燃气管网破坏的影响因素,确定了地面沉降、地裂缝、城市内涝、土壤腐蚀等4个风险评价因子。运用MATLAB中的人工神经网络工具,通过人工神经网络计算,优化了模型网络结构,建立了常州市埋地燃气管网破坏风险预测的人工神经网络模型。分析计算结果,并为常州市埋地燃气管网的安全防护提供了建议。     

在用燃气管道中含缺陷斜接弯管安全性分析

随着埋地管道服役龄期的增加,埋地时间的增长,管道内外腐蚀、外力的作用以及环境等各种因素的影响,原有的埋地管道缺陷与存在的问题将逐渐显露出来,埋地管道的安全状况逐渐发生变化。燃气埋地管道因防腐层破损或防腐措施失效,管道腐蚀引起泄漏酿成事故的情况时有发生。因此,在对城市埋地燃气管道开展必要的检验检测的基础上,采用有限元及风险评估方法对埋地管道进行安全性分析与评定,以确保城市埋地燃气管道的安全、经济、有效的运行显得十分必要。现针对某城市燃气公司工作人员在对一条公称直径400mm的城区埋地燃气输送主管道进行巡线检查…     

城镇燃气管道第三方施工损伤风险评价方法研究

针对第三方施工对城镇燃气管道的不利影响,提出一种半定量风险评价方法。首先,基于“人—机—环境—管理”系统确定失效因素,利用G2赋权法对因素赋权,并引入物元模型分析失效可能性;然后,建立喷射火焰、闪火和蒸气云爆炸的数学模型计算管道泄漏的伤害面积,确定失效后果等级;最后,根据API 581中的风险矩阵得出燃气管道第三方施工破坏风险等级。实例分析表明,该方法兼具定性评价与定量评价的优点,能更加准确有效地进行风险分析,确定风险等级。     

基于STPA的城市埋地燃气管道第三方破坏风险因素分析

城市埋地燃气管道输送介质易燃易爆、埋设环境人口密集、施工频繁,极易受到来自第三方的破坏,直接威胁人们的生命财产安全,因此对第三方破坏的风险因素分析和防治十分必要。系统理论过程分析法(STPA)是一种基于系统理论的风险分析方法,该方法不同于传统的风险分析方法——将事故视为由初始事件诱发的一系列事件造成的后果,而是对燃气系统从设计、开发和运行过程进行分析,建立系统安全控制结构,通过分析控制缺陷和缺陷致因实现对风险因素的分析。研究分析出24个燃气管道第三方破坏的风险因素,针对风险因素提出了建议,为燃气管道第三方破坏的风险控制提供依据。     

在役埋地燃气管道的可靠性与风险评估

分析了在役埋地燃气管道的可靠性与风险评估的重要性,说明了对在役管道进行风险评估是减少事故损失、节约维修资金、保障管道安全营运的有效途径。腐蚀是影响在役埋地燃气管道寿命的主要原因,提出了用于埋地燃气管道腐蚀风险评估的有效方法。     

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。     

An integrated methodology to manage risk factors of aging urban oil and gas pipelines

Aging urban oil and gas pipelines have a high failure probability due to their structural degradation and external interference. The operational safety of the aging urban oil and gas pipeline is challenged by different hazards. This paper proposes a novel methodology by integrating an index-based risk evaluation system and fuzzy TOPSIS model for risk management of aging urban oil and gas pipelines, and it is carried out by evaluating the priority of hazards affecting pipeline safety. Firstly, the hazard factors of aging urban oil and gas pipelines are identified to establish an index-based risk evaluation system. Subsequently, the fuzzy TOPSIS model is employed to evaluate the importance of these hazard factors and to decide which factors should be managed with priority. This work measures the importance of a hazard factor from three aspects, i.e. occurrence (O), severity (S) and detectability (D), and the weights of these three parameters are determined by a combination weight method. Eventually, the proposed methodology is tested by an industrial case to illustrate its effectiveness, and some safety strategies to reduce the operational risk of the pipeline are presented. The proposed methodology is a useful tool to implement more efficient risk management of aging urban oil and gas pipelines.     

基于AHP-熵权法的跨燃气管道现浇梁施工风险评价

为保障某跨燃气管道现浇梁施工安全,建立现浇梁BIM模型进行动态施工模拟,找出影响现浇梁施工的风险因素,从地质条件、外界影响、安全管理3个方面建立了跨燃气管道现浇梁施工风险评价体系;结合“熵”理论和层次分析法综合确定各影响因素权重并对现浇梁施工风险进行模糊综合评价;研究表明:①通过BIM动态模拟,直观全面地识别出施工风险,对现场施工风险超前预报。②通过结合层次分析法与熵理论,对4座桥墩施工风险进行模糊综合评价,左幅23#属于严重Ⅳ,右幅23#属于严重Ⅳ,左幅22#属于中等Ⅲ,右幅22#属于不严重Ⅱ。③根据风险评估结论提出了应对措施和策略,为安全施工明确了方向。     

因果图和模糊综合风险评价在城市燃气输配系统的应用

针对复杂的城市燃气输配系统,利用因果图和模糊综合评价相结合的方法对其进行风险分析.因果图能找出影响城市燃气输配系统失效的因素,模糊综合评价则可在其基础上对风险量化.以某市的燃气输配系统为例描述了该方法的步骤.结果表明,因果图和模糊综合评价相结合的方法合理且易于工程应用.     

An integrated framework of safety performance evaluation for oil and gas production plants: Application to a petroleum transportation station

Safety performance evaluation is a significant way to ensure the safety of oil and gas production plants. Various evaluation methods have been proposed to make safety evaluation more consistent and scientific. However, a major concern is that many existing safety evaluation measurements are still subjective and are not easy to obtain in a uniform way, which can be attributed to the challenges that process plants faced such as people having different knowledge levels, equipment with dispersed locations and management with many processes. This paper aims to display the impact of risk factors on system safety level in a succinct and visual way that may be expected to overcome subjective opinions from experts and provide a more pertinent and practical safety strategies. To this end, an integrated framework is developed, which considers crucial risk factors from pipeline, static equipment, dynamic equipment and management. First, Fault tree analysis (FTA) is used to explicitly determine the crucial r risk factors. Then, a novel fuzzy cognitive map cooperating with relative degree analysis model (FCM-RDA) is proposed to deal with the weigh distribution opinions. Finally, considering the oil and gas production process is a complex system, a fuzzy comprehensive evaluation (FCE) is employed to calculate the overall safety level.     

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。     

模糊综合评价法在油气管道跨越工程风险评价中的应用

油气管道跨越工程项目开工数量不断增加,随之而来的安全、环保事故也大量发生。油气管道跨越工程进行风险评价对项目的安全、环保实施具有重要意义。利用节点分析方法对油气管道跨越工程进行风险识别,针对风险识别结果利用模糊综合评价法进行评价,得到油气管道跨越工程各施工单元的安全级数,评价结论为工程的安全、环保管理提供科学的依据。评价方法具有一定的应用和推广价值。     

基于模糊综合评价的城市燃气管网第三方破坏失效可能性研究

针对第三方破坏事故具有多样性、复杂性和不确定性等特点,建立城市燃气管网第三方破坏失效可能性评价模型。辨识出包括社会环境与公共关系、管道敷设状况、破坏与防控、管理与误操作以及自然环境等5类一级因素和19个二级因素,通过改进的层次分析法确定各级影响因素的权重,并运用多层次模糊综合评价法得出管道第三方破坏失效可能性的大小。以成都市某燃气管道为例进行验证分析,按照最大隶属度原则对评价结果进行处理。