多元联系数的集对分析法在城市燃气埋地管道系统危险性评价中的应用

城市燃气埋地管道系统中存在诸多不确定因素,集对分析是处理不确定性问题的系统分析方法,它将系统中确定与不确定因素作为一个整体进行处理。针对多元联系数集对分析评价方法存在的不足,讨论其使用条件,运用集对分析的多元联系数对系统的危险等级进行划分。为了减轻评价者的主观影响,根据评价专家的综合素质,对评价专家进行权重赋值。最后将评价结果与集对势相结合对系统的危险性进行综合分析,使得评价结果更符合系统的发展变化特点。     

基于RS-SVM的城市埋地燃气管道外腐蚀情况评价

为提高城市埋地燃气管道外腐蚀情况评价的准确性,识别影响管道外腐蚀的主要因素,构建评价指标集,结合粗糙集(RS)与支持向量机(SVM)的优势,建立管道外腐蚀情况预测评价模型。给出具体评价步骤,包括收集样本数据、预处理数据、用属性约简算法筛选核心指标集、用SVM训练器训练数据,形成检验模型。以某条城市燃气管线为例进行实例验证和分析。结果表明:用RS-SVM模型预测评价管道的腐蚀等级与实际结果一致,传统方法预测管道腐蚀速率平均相对误差为14.1%,RS-SVM模型预测的平均相对误差为7.9%,较之传统方法精度更高。     

灰色-马尔科夫链模型在埋地油气管道腐蚀预测中的应用

针对我国埋地油气管道泄漏事故发生频繁的现状,为了准确地预测油气管道的腐蚀状况,应用灰色GM(1,1)模型对埋地管道的管壁最大腐蚀深度进行预测,并结合马尔科夫链模型对管壁腐蚀的最大概率状态进行分析和预测,实现对埋地油气管道腐蚀现状和运行情况的科学评价和预测,并对模型精度进行检验。结果表明:在检测数据较少的情况下,该组合模型能够很好地预测油气管道的最大腐蚀深度和腐蚀状况,为管道的进一步维护、维修和检测提供参考依据,对于保障油气管道安全运行具有重要的指导意义。     

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。     

埋地燃气管道风险程度的多层次模糊评价方法

针对埋地燃气管道的风险评估,结合影响埋地燃气管道风险因素众多的特点,运用工程模糊数学理论,建立了埋地燃气管道风险程度的多层次模糊评价方法,确定了影响管道风险的基本因素。考虑了各类因素以及同类因素间的模糊性,并给出了因素类及因素间权重的计算方法。据此,可对埋地燃气管道的风险程度进行评价,从而有利于针对风险较高的管段采取行之有效的措施,防止事故的发生。     

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。     

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…     

集对分析在山区农村公路路侧危险等级评价中的应用

为反映山区农村公路危险性的实际情况,筛选影响交通安全的相关因素,建立山区农村公路路侧危险等级评价体系。基于集对分析(SPA)方法,引入能够体现系统确定性与不确定性的同异反联系度(IDC)的计算公式,并建立山区农村公路路侧危险等级评价的集对分析模型(SPAM)。模型从3个层次阐明评价过程中SPA的具体意义,并将多指标表示成一个能从总体上衡量道路危险性的n元联系数。用层次分析法(AHP)确定指标权重,从主观和客观两方面定量计算山区农村公路危险程度。承德某山区农村公路的模型应用实例表明:SPAM模型充分利用研究问题所包含的不确定性信息,将辩证认识与定量描述有机结合起来,是山区农村公路复杂系统综合评价的一种新方法。     

水电厂生产环境安全性态演化的集对分析方法

为动态评价水电厂生产环境安全性态,综合运用集对分析(SPA)和马尔科夫链,建立集状态评价和趋势分析于一体的水电厂生产环境安全性态演化分析方法。首先,引入安全状态联系度,描述水电厂生产环境的不确定性,按照均分原则划分安全状态等级;然后,根据安全状态联系度确定集对势和悲观势,建立包含安全状态等级、集对势、悲观势等3个参数的三元组趋势判别模型,分析生产环境的安全性态发展趋势;最后,利用马尔科夫链的遍历性,计算得出安全性态演化矩阵,得到稳定状态联系度,预测水电厂生产环境的最终稳态安全水平。将该分析方法用于国内某水电厂。结果表明:根据该水电厂2009—2014年的生产环境安全状况,预测其2015年的生产环境安全状况虽趋向好转,但仍需要整改。经过持续改进,该水电厂生产环境将演化为稳定的安全性态。     

电镀锌生产线PHA-MES危险性评价方法

结合电镀生产工艺的特点,提出了预先危险性分析和经过改进的作业条件危险性评价相结合的危险性评价方法(简称PHA-MES危险性评价法),并对某厂镀锌生产线进行半定量危险性评价,得出生产线各子系统的危险水平,然后针对其危险源和安全隐患提出了控制措施。通过实例研究表明,将PHA和MES结合起来,不仅能够比较深入地分析系统的危险因素、致因机理,而且由于MES法的使用,弥补了PHA法依靠宏观分析来确定危险等级的不足。     

Integrated dynamic risk assessment of buried gas pipeline leakages in urban areas

In urban areas, buried gas pipeline leakages could potentially cause numerous casualties and massive damage. Traditional static analysis and dynamic probability-based quantitative risk assessment (QRA) methods have been widely used in various industries. However, dynamic QRA methods combined with probability and consequence are rarely used to evaluate gas pipelines buried in urban areas. Therefore, an integrated dynamic risk assessment approach was proposed. First, a failure rate calculation of buried gas pipelines was performed, where the corrosion failure rate dependent on time was calculated by integrating the subset simulation method. The relationship between failure probability and failure rate was considered, and a mechanical analysis model considering the corrosion growth model and multiple loads was used. The time-independent failure rates were calculated by the modification factor methods. Next, the overall evolution process from pipeline failures to accidents was proposed, with the accident rates subsequently updated. Then, the consequences of buried gas pipeline accidents corresponding to the accident types in the evolution process were modeled and analyzed. Finally, based on the above research, dynamic calculation and assessment methods for evaluating individual and social risks were established, and an overall application example was provided to demonstrate the capacity of the proposed approach. A reliable and practical theoretical basis and supporting information are provided for the integrity and emergency management of buried gas pipelines in urban areas, considering actual operational conditions.     

基于贝叶斯网络的城市地下燃气管网动态风险分析

为研究城市燃气管网风险的动态性,针对传统风险分析方法的局限性,提出基于贝叶斯网络的燃气管网动态风险分析方法。构建燃气管网失效蝴蝶结模型并将其转化为贝叶斯网络模型;在事故发生状态下更新事件失效概率,识别出关键因素;根据异常事件数据和贝叶斯理论,对基本事件失效概率进行实时动态改变;随之更新管网失效及各后果发生的概率,从而实现管网的动态风险分析。研究结果表明:该方法克服了传统风险分析方法的不足,可动态反映燃气管网失效和事故后果发生概率随时间变化的特征,能够为城市地下燃气管网的风险分析与事故预防提供参考。     

基于IAHP和灾变链式方法的城市油气管道风险诱因与预警研究

城市油气管道穿越城区街道、建筑和居民区等特殊地段,保障其安全运行具有重要意义。为实现城市油气管道风险早期预警,基于城市与野外长输油气管道风险对比分析,识别城市油气管道风险预警指标;建立城市油气管道风险预警指标体系,采用区间层次分析法对预警指标重要度进行定量排序,确定关键预警监测点;并依据灾变链式理论,构建城市油气管道重大事故灾变链式模型,研究管道风险演化过程,发现灾变前兆进行断链减灾。研究结果表明:“腐蚀”及“第三方破坏”占据城市油气管道失效致因比重最大,风险因子“油气管道与市政管道距离”以及“城市工程施工作业”应作为城市油气管道重点监测点。同时,围绕城市油气管道风险预警需致力于孕源断链。     

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.     

基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路移动通信系统安全动态评估*

为了更有效地评估和防范铁路数字移动通信系统（GSM-R）的安全风险，针对未考虑系统不同时期系统风险状况不同、研究多局限于静态评估的不足，提出基于马尔可夫链的风险指数量化计算方法，构建基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路数字移动通信系统（GSM-R）风险评估模型。首先使用吸收马尔可夫链对通信系统风险进行定量计算，运用集对分析关联度的同一性、差异性和矛盾性动态分析通信系统安全风险的趋势，通过结合马尔可夫链计算下一阶段的关联度以获得通信系统最终安全风险评估结果，选取通信系统6个时间段数据进行分析，并进行验证。结果表明:本文评估方法能实现铁路数字移动通信系统（GSM-R）安全风险的全面动态评估，验证通信系统安全风险动态评估模型的科学性、有效性和可行性。     

基于变权综合理论的天然气管道动态风险评价

为对天然气管道进行有效的风险评估,提出基于变权综合理论的天然气管道动态风险评价法。利用故障树分析法(FTA)确定天然气管道不同时间空间下的主要风险因素,实时更新风险指标体系;同时引入变权综合原理,建立权重跟随指标值动态变化的变权赋值模型;然后对天然气管道进行综合评定,确定管道当前状态的风险程度。以陕京3线中某管段为例进行分析,得出该管段当前风险等级为中等,在后期运行中应被重点监控。变权赋值与动态指标体系的结合使该方法能实时反映管道风险状况,并适用于天然气管线各段。     

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。     

基于SPH方法的埋地PE燃气管道挖掘破坏数值模拟研究

为弥补有限元法在埋地燃气管道挖掘破坏研究中的不足,基于光滑粒子流体动力学法（SPH）,建立挖齿-土体-管道相互作用动力学模型,采用FORTRAN编程实现SPH计算程序,并结合算例分析挖齿挖掘过程挖齿-土体-管道实时状态及管道动态响应,最终得到椭圆度、应力应变分布等重要参数。结果表明:SPH方法可有效分析埋地管道挖掘破坏全过程,研究结果为挖齿-土体-管道等多方接触或冲击领域提供新的研究方法。     

城市燃气管线泄漏致灾灾害链研究

为了研究城市燃气管线泄漏致灾灾害链,对灾害链的形成机理进行分析,建立灾害链模型,并通过计算灾害链发生概率对灾害链断链减灾方法进行研究。结果表明,城市燃气管线泄漏致灾灾害链可分为致灾环、激发环、损害环三部分;灾害链中因管道裂纹导致的中毒窒息灾害事故、管道穿孔导致的中毒窒息灾害事故及火灾等链条的发生概率较高;致灾环是灾害链断链减灾的关键环节,在城市安全管理中应落实应急预案制度并加强对城市居民的防灾减灾安全教育力度。