多层次灰色综合评价法在储罐失效概率评估中的应用

为更科学地研究我国常压原油储罐失效概率的影响因素,提出基于层次分析法(AHP)和灰色综合评价模型的多层次灰色综合评价法。从基于风险的检验(RBI)失效概率评估过程出发,建立常压原油储罐的失效概率数学模型;在系数修正法的基础上,将设备修正因子划分为一级目标层A、二级要素层B和三级指标层C,利用AHP法计算出各评价指标的权重;引入灰色综合评价模型评价各指标;将多层次灰色综合评价法运用到一个实际案例中。结果表明:该方法处理多因素、多层次的综合评价时,可以避免传统打分法可能造成的风险遮蔽问题,同时可以得出各因子对于设备修正系数的影响大小排序。     

基于子集模拟的埋地管道失效概率评估

对失效概率的评估是管道系统风险评价的核心内容,针对目前对埋地管道失效概率问题研究的不足,采用子集模拟方法（SS）建立埋地管道失效概率的定量评估模型以及参数敏感度模型,并对随机变量进行敏感分析。研究结果表明:子集模拟能利用少量样本定量计算出管道失效概率,有效弥补了管道结构可靠性模型中的不足;在管道运行中期,工作压力、腐蚀速率、管道壁厚和屈服强度是对管道失效概率影响较大的4个因素,而腐蚀因素在管道运行后期成为对系统失效概率影响最大的因素。     

基于PSR-可拓云模型的油气管道脆弱性评价

为准确分析油气管道的脆弱性程度,提高管道系统风险抵抗能力,保障油气管道安全运输,提出了基于PSR-可拓云模型的油气管道脆弱性评价模型。基于PSR概念框架构建油气管道脆弱性评价指标体系;引入博弈论思想将层次分析法和CRITIC法计算所得权重进行最优组合。同时考虑油气管道脆弱性影响因子量化的模糊性,建立可拓云模型计算关联度,进而确定管道的脆弱性等级;最后,将模型应用于陕西省某现行管道,定量计算出该管道各管段的脆弱性值,并进行脆弱性排序。经过计算,该管道的综合脆弱性等级为较不脆弱,与实际情况相符。该模型不仅可以识别较为脆弱管段,还能把握脆弱性在油气管道系统中的传递和变化趋势,为油气管道的安全运行提供决策依据。     

天然气管道不同孔径泄漏失效概率量化方法研究*

为研究不同孔径泄漏下天然气管道失效概率,首先基于EGIG数据库和UKOPA数据库天然气管道历史失效数据,计算由不同失效原因导致3种孔径泄漏所占比例;然后将我国管道各原因基础失效概率按照对应比例分别进行修正,获得较适用于我国天然气管道特点的不同孔径泄漏基础失效概率;最后分别考虑第三方破坏、腐蚀、施工缺陷/材料失效、误操作、自然力破坏5种失效原因,完成对天然气管道不同孔径泄漏基础失效概率的修正计算。研究结果表明:小孔泄漏、中孔泄漏和破裂泄漏的基础失效概率分别为0.173,0.128,0.048次/（103 km·a）;修正因子包括管径、埋深、壁厚、管龄、防腐层类型、管道所处区域,上述因子能够满足不同场景下天然气管道失效概率的修正计算;概率量化方法综合考虑失效原因、泄漏孔径以及管道本体信息,能够定量化预测天然气管道失效概率,为天然气管道定量风险评价提供数据支撑。     

集对分析在海底管道失效可能性评价中的应用

为分析海洋油气管道的失效可能性,首先建立海底油气管道失效可能性评价指标体系,它包括腐蚀、第三方破坏、环境、误操作、管道自身和安全管理6大方面的21个因素。考虑到诸指标间的影响,用熵权法与超标倍数赋权法相结合的改进综合权重法确定权重。用基于集对分析的海底油气管道失效可能性评价方法评价某海域5段不同的管段。根据指标分值,得出各管段最大联系度,以判定其失效可能性。结果表明,集对分析法对指标分值的处理结果与实际情况基本符合,可应用于海底油气管道的失效可能性分析。     

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。     

基于投影寻踪聚类的油气管道失效可能性评价

为保障油气管道运行安全,将投影寻踪聚类的方法引入油气管道失效可能性评价中,从系统理论的角度将油气管道失效分为致灾因子危险性、承灾体的脆弱性和应对能力脆弱性3个子系统,据此建立油气管道失效可能性评估指标体系,然后基于投影寻踪聚类的失效可能性评价模型,对油气管道失效可能性进行量化分析,从而确定其失效可能性等级。实例分析表明,所建立的失效可能性评价模型能对油气管道失效可能性进行评价,可为管道的风险管理提供决策依据。     

基于贝叶斯网络的气井井筒完整性风险评价

井筒完整性失效是气井生产中的主要风险,为有效评价井筒完整性风险,应用贝叶斯网络的推理与学习能力,建立了基于贝叶斯网络和Noisy-OR gate模型的井筒完整性失效概率计算方法和风险评价模型。由故障树分析将井筒分为管柱、水泥环密封性、井口装置、水力屏障和其他部件5个评价单元,确定了各单元的主要风险因素,建立了井筒完整性失效的贝叶斯网络拓扑结构;由Noisy-OR gate模型和历史数据,确定了贝叶斯网络的条件概率参数;将基于贝叶斯网络的失效概率与层次分析法相结合,确定了风险评价指标和等级划分标准;建立了气井井筒完整性风险评价方法。结果表明,该方法实现了井筒完整性失效概率的定量计算、风险的定量评价和主要风险因素的反向推理,可为预防和控制井筒完整性失效提供决策依据,有助于降低井筒完整性失效风险。     

天然气管道失效个人生命风险评价技术研究

为研究天然气长输管道失效个人生命风险,提出一种以人员伤亡概率为指标的天然气管道失效后果风险评价方法。基于天然气管道的失效概率和失效致死长度参数,建立天然气长输管道生命风险评价模型。用该模型,对国内某城市住宅小区内带腐蚀缺陷的天然气管线进行定量风险分析。借鉴英国天然气输送公司数据,确定天然气管线个人生命风险值。案例证明,用所建立的天然气管道失效个人生命风险评价模型能够有效地分析带缺陷天然气管道失效后果,实现天然气管道的个人安全生命风险全定量评价。     

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。     

Mamdani型模糊推理在海底油气管道风险评价中的应用

为完善海底油气管道风险评价技术,引入模糊集理论,构建基于Mamdani型模糊推理系统的风险评价模型。依据海底油气管道的实际情况,改进传统肯特评分法,将风险因素划分为第三方破坏(TPD)、腐蚀(C)、设计(D)、误操作(IO)和自然环境(NE)5大类;用Mamdani模糊推理方法代替原有的算法,计算指标总分(IS)和泄漏影响系数(LIF),得到海底油气管道风险值;借助Matlab模糊工具箱,以某海底管道为实例进行分析。结果表明,管段3的风险高于管段2,管段4的风险高于管段1,该方法不仅比传统的肯特评分法更切合实际,且计算方便准确。     

内压作用下含体积型缺陷弯管极限载荷研究

油气管道一旦发生泄漏失效容易引发爆炸等灾难性事故,而管路中的弯管段是容易发生失效的部分,弯管段承载能力的高低将影响整个管道系统的安全性。为了解决油气管线中弯管的失效问题,考虑几何和材料非线性,建立内压作用下含体积型缺陷弯管的有限元模型,并与爆破试验结果对比验证模型的有效性,确定管道的失效判定准则。研究表明影响弯管极限载荷的主要因素有缺陷的几何尺寸、相对位置以及弯曲半径。基于模拟计算,讨论各因素对含缺陷弯管极限载荷的影响规律,通过对计算结果进行非线性拟合,提出内压作用下含体积型缺陷弯管的极限内压预测公式。该公式将为含缺陷弯管的剩余强度评价和完整性评价提供一定依据。     

基于属性识别理论的油气管道施工质量风险评价

为了贴近客观实际地评价油气管道施工质量风险,提出了基于属性识别模型的风险评价方法。首先建立属性空间矩阵并进行有序分割,采用客观赋权的熵权法和主观赋权的G1法组合赋权确定各评价指标权重和属性测度,利用置信度准则对模型进行识别,得到管道施工质量降低可能性等级。然后评价管道施工质量降低的后果,依据风险矩阵得到施工质量风险等级。算例表明:人员的素质、错误行为、施工工艺方法和管理方法对油气管道施工质量的影响较大。管段S4、S5发生油气管道施工质量降低的可能性偏高,通过风险矩阵得到管段S4、S5的风险等级也偏高。因此,管道公司和施工单位应着重管控管段S4、S5的风险因素。     

基于改进DS-贝叶斯网络的滩海管道风险评价

为量化滩海油气管道泄漏风险，提出一种结合改进证据理论和贝叶斯网络的风险评价模型。通过构建滩海管道泄漏风险指标体系、安全屏障模型，确定贝叶斯网络拓扑结构。引入改进证据理论融合专家打分意见，确定节点先验概率与条件概率，由贝叶斯网络正反推断出滩海管道的泄漏风险与风险因子敏感性。模型可准确计算管道泄漏风险值且降低意见均衡化与评价的主观性。为验证模型的适用性，计算了某滩海管道泄漏风险值，结果显示该海域管段的泄漏风险值为0.001 52。     

基于模糊ANP的海底管道失效风险综合评价

为更准确地评价海底管道失效风险,综合采用德尔菲法、模糊理论、网络分析法(ANP)和模糊综合评价法,首先,依据专家意见与事故统计数据,从腐蚀、自然因素、第三方破坏、材料等4个方面辨识管道失效风险源;其次,邀请领域专家评估管道失效概率,判断各风险因素相互影响的重要度;然后,通过模糊理论处理评估信息,使用Matlab软件完成极限超矩阵和全局权重向量的编程计算;最后,以南海荔湾某在役输气管道为例,进行模糊综合评估。结果表明:该在役管道的风险评价等级为较低;第三方破坏与腐蚀是海底管道失效的主要原因,与事故统计数据基本一致,验证了基于模糊ANP的失效风险综合评估的合理性。     

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。     

老龄城镇油气管道失效风险评价方法

为揭示老龄城镇油气管道失效诱因相互影响关系,评估管道综合风险,提出一种基于模糊决策试验与评价实验室(DEMATEL)方法的老龄城镇油气管道失效风险评价方法。首先通过系统识别失效诱因,建立老龄城镇油气管道风险评价指标体系;然后基于模糊DEMATEL方法确定管道失效诱因关联路径,分析失效风险间的相互作用关系;最后结合风险评价指标初始状态信息和权重,确定老龄城镇油气管道的综合风险值,并据此提出相应的管控措施。研究表明:该方法能够识别老龄城镇油气管道失效诱因之间的复杂影响关系;公众教育的缺失是造成管道事故的主要风险诱因,完善管道裂纹检测,加强腐蚀防控,可有效降低老龄城镇油气管道的潜在运行风险。     

输气管道半定量风险评估标准的比较和应用

风险评估技术是管道完整性管理的关键技术,可以有效地提高油气管道运行的安全性和经济性。半定量的风险评估方法是目前我国较为实用的风险评估方法。针对国内现行有效的两个埋地油气管道半定量风险评估标准GB/T 27512—2011《埋地钢质管道风险评估方法》和SY/T 6891.1—2012《油气管道风险评价方法第一部分:半定量评价法》,对其管段划分原则、评分体系、风险计算、风险等级划分及对实际案例的评估结果进行了分析和比较。通过案例应用分析,表明国标的实用性更好。     

城市燃气管网泄漏蒸气云爆炸事故风险评估

为解决城市燃气管网泄漏蒸气云爆炸事故的风险定量评估问题,提出一种网格化的风险评估方法。首先,综合分析管道故障的影响因素和管道泄漏蒸气云爆炸的后果损失类型,并计算管道的失效概率和管道某一点泄漏导致蒸气云爆炸后在一个网格内的后果损失货币量化值,两者相乘得到该网格中心点的风险值。然后,利用叠加场的原理,将对网格中心点有影响的管段各点风险值耦合叠加,得出各网格中心点的总风险值,进而绘制出评估区域的风险等值线。最后,应用于实例,绘制出某地区燃气管网泄漏蒸气云爆炸的风险等值线,根据风险可接受准则,评价区域划分为特别、重点和一般防护区,并得到相应的防护区域范围。结果表明：网格化的风险评估方法能够准确评估城市燃气管网泄漏蒸气云爆炸事故风险,并使区域风险划分相比传统方法更加精细和形象,有助于提高社会安全防护物资利用率。     

数据缺失情况下水淹天然气管道泄漏风险分析

面向数据缺失情况下水淹天然气管道泄漏风险量化分析的需求,提出一种基于贝叶斯网络(BN)和模糊集理论(FST)的概率风险分析方法。首先采用故障树分析(FTA)法分析水淹天然气管道泄漏失效致因,并映射得到相应的BN模型;然后针对基本事件失效概率数据缺失的情况,用专家知识引出概率,替代缺失的统计失效概率;为处理概率引出过程中专家知识的模糊性和主观性导致的不确定性,结合FST与多专家层次分析引出模糊概率,将其作为实际先验概率输入BN模型,进行量化分析。以某复线水淹天然气管道为例,应用所提方法分析其泄漏风险,结果表明:用该方法能够在数据缺失情况下表征并量化泄漏风险,同时BN的正向预测和概率更新能力可用来评估动态风险、识别关键失效因素。