一種埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，尤其涉及一種采用多層次模糊評(píng)價(jià) 方法構(gòu)建評(píng)估模型，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和多目標(biāo)決策指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)埋地油氣管道 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)石油、化工、冶金、電力、機(jī)械及城市燃?xì)獾刃袠I(yè)的迅速發(fā)展，各類(lèi)管道的 重要性日益顯現(xiàn)。作為輸送系統(tǒng)，由于它所輸送介質(zhì)的多樣性，如具有易燃、易爆、有毒、腐 蝕性和高壓等性質(zhì)，極易發(fā)生泄漏、爆炸、燃燒及中毒等事件。這些事件的發(fā)生，往往會(huì)給人 們生命財(cái)產(chǎn)造成損失并對(duì)環(huán)境造成污染，所以確保管道安全運(yùn)行，一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 埋地管道涉及企業(yè)廠(chǎng)區(qū)的工業(yè)管道、輸送油氣的長(zhǎng)輸管道和城市燃?xì)夤艿溃鼈儠?huì)給地面 設(shè)施和人員帶來(lái)隱蔽性潛在危險(xiǎn)，對(duì)工業(yè)安全生產(chǎn)和人們生活以及社會(huì)穩(wěn)定威脅極大。由 于這類(lèi)管道的情況復(fù)雜，檢測(cè)、維護(hù)和對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)都非常困難，確保它們的安全運(yùn)行在工 業(yè)安全生產(chǎn)中甚至是城市建設(shè)中是一個(gè)至關(guān)重要而且必須解決的問(wèn)題。
[0003] 管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)是以誘發(fā)管道事故的各種因素為依據(jù)，以影響因素發(fā)展成危險(xiǎn) 的可能性為條件，以事故后果造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失為評(píng)估指標(biāo)對(duì)在役油氣管道的運(yùn)行安全 程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果的量化程度可把風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法分為三大類(lèi)，即：定性風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、半定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法、定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法。定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的主要作用是找出管 道系統(tǒng)存在哪些事故危險(xiǎn)，誘發(fā)管道事故的各種因素所處狀態(tài)，以及這些因素在何種條件 下會(huì)導(dǎo)致管道失效事故的發(fā)生和對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響程度，從而最終確定控制管道事故的措 施。傳統(tǒng)的定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法有安全檢查表法、預(yù)先危險(xiǎn)性分析法、危險(xiǎn)可操作性研宄、失 效模式、后果與嚴(yán)重度分析法等方法。此類(lèi)方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、容易掌握、便于操作，且評(píng)價(jià) 過(guò)程和結(jié)果直觀(guān)，可以清楚地表達(dá)出來(lái)管道的當(dāng)前情況。其使用局限是評(píng)價(jià)結(jié)果不能量化； 定量風(fēng)險(xiǎn)分析是管道風(fēng)險(xiǎn)分析的高級(jí)階段，它是將產(chǎn)生管道事故的各類(lèi)因素處理成隨機(jī)變 量或隨機(jī)過(guò)程，通過(guò)對(duì)單個(gè)事件概率的計(jì)算得出油氣管道的最終事故的發(fā)生概率，然后再 結(jié)合量化后事故后果計(jì)算出管道的風(fēng)險(xiǎn)值。故障樹(shù)分析方法、事件樹(shù)分析方法等都是這類(lèi) 方法。定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法在評(píng)價(jià)的過(guò)程中有充足的理論依據(jù)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。它與定性風(fēng)險(xiǎn) 技術(shù)的不同在于必須在大量的設(shè)計(jì)資料、施工和竣工資料、運(yùn)行資料的基礎(chǔ)之上，建立完善 的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，然后進(jìn)行分析求解。這類(lèi)方法要求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、充分，但通常要消耗大量 的人力和物力；半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法則介于定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法與定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法之間。 半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，所需原始數(shù)據(jù)較少、評(píng)價(jià)成本較低，因此許多國(guó)家在開(kāi)發(fā)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 價(jià)分析技術(shù)的初期都是從半定量評(píng)價(jià)法開(kāi)始的，并且管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)大多數(shù)仍處于半定量評(píng) 價(jià)的技術(shù)水平。
[0004] 因此，為了保證埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，迫切的需要一種新的 油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，從而使風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀(guān)、合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明從模糊理論的角度出發(fā)，根據(jù)管道的實(shí)際運(yùn)行情況確立評(píng)價(jià)因素集和備選 集，利用管道運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)和熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，利用組合層次分析法確定各層指標(biāo) 的權(quán)重值，將熵權(quán)法獲得指標(biāo)權(quán)重值與組合層次法分析法求得的子準(zhǔn)則的權(quán)重進(jìn)行融合， 獲得新的子準(zhǔn)則權(quán)重和最終指標(biāo)權(quán)重，利用模糊數(shù)學(xué)中的多層次模糊評(píng)價(jià)方法構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 估模型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀(guān)、合理。
[0006] 為達(dá)到上述目的，提供一種新的埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，主要包括以下步 驟：
[0007] A.建立評(píng)估因素集
[0008] 因素就是被評(píng)價(jià)對(duì)象的各種品質(zhì)因素，在本發(fā)明中即是引起埋地油氣管道失效和 由于失效而造成的后果的嚴(yán)重程度的各影響因素。評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集一般用U表示，假設(shè) 影響埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)的因素m個(gè)，評(píng)估對(duì)象的因素集可表示為：
[0009] U = {u" u2,…，uj
[0010] B.建立評(píng)估備選集
[0011] 備選集是對(duì)埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做出的各種總的評(píng)價(jià)結(jié)果所組成的集合，一般 以評(píng)定取值區(qū)間或程度語(yǔ)言作為評(píng)價(jià)目標(biāo)，假設(shè)埋地油氣管道失效可能性的分級(jí)情況有n 種，評(píng)估備選集可以表示為：
[0012] V = {Vi, v2, vj
[0013] C.確定因素權(quán)重
[0014] (1)權(quán)重確定應(yīng)考慮各個(gè)因素對(duì)埋地油氣管道存在風(fēng)險(xiǎn)的影響程度。根據(jù)埋 地油氣管道的失效風(fēng)險(xiǎn)案例的歷史數(shù)據(jù)，利用熵權(quán)法得到各個(gè)因素的客觀(guān)權(quán)重為A= 卜 1，a2,…，aJ;
[0015] (2)利用幾何平均法、算數(shù)平均法、特征向量法、最小二乘法四種層次分析法 計(jì)算方法建立組合層次分析法權(quán)重計(jì)算模型，利用四種方法分別求出權(quán)重向量，并進(jìn)行 排序和綜合分析，最終獲得各上層準(zhǔn)則權(quán)重為B= {f^，，…，f3n}，各子準(zhǔn)則權(quán)重為
[0016] (3)將熵權(quán)法獲得指標(biāo)權(quán)重值與組合層次法分析法求得的子準(zhǔn)則的權(quán)重進(jìn)行融 合，獲得新的子準(zhǔn)則權(quán)重和最終指標(biāo)權(quán)重W= {c^，，…，《n}。
[0017] D.單因素模糊綜合評(píng)價(jià)
[0018] 單因素模糊綜合評(píng)價(jià)又稱(chēng)為一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)。對(duì)于每類(lèi)因素+，因素Uu對(duì)于備 選集中vk(k= 1，2,…，n)的隸屬度為可表示為相應(yīng)的評(píng)價(jià)矩陣如下所示：
[0019]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法其特征在于，主要包括以下步驟： A. 建立評(píng)估因素集 因素就是被評(píng)價(jià)對(duì)象的各種品質(zhì)因素，在本發(fā)明中即是引起埋地油氣管道失效和由于 失效而造成的后果的嚴(yán)重程度的各影響因素，評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集一般用U表示，假設(shè)影響 埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)的因素m個(gè)，評(píng)估對(duì)象的因素集可表示為： U=Iu1,u2,…，uj B. 建立評(píng)估備選集 備選集是對(duì)埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做出的各種總的評(píng)價(jià)結(jié)果所組成的集合，一般以評(píng) 定取值區(qū)間或程度語(yǔ)言作為評(píng)價(jià)目標(biāo)，假設(shè)埋地油氣管道失效可能性的分級(jí)情況有n種， 評(píng)估備選集可以表示為： V=Iv1,v2,…，vn} C. 確定因素權(quán)重 (1) 權(quán)重確定考慮各個(gè)因素對(duì)埋地油氣管道存在風(fēng)險(xiǎn)的影響程度，根據(jù)埋地油氣管 道的失效風(fēng)險(xiǎn)案例的歷史數(shù)據(jù)，利用熵權(quán)法得到各個(gè)因素的客觀(guān)權(quán)重為A= {ai，a2，… ,aJ； (2) 利用幾何平均法、算數(shù)平均法、特征向量法、最小二乘法四種層次分析法計(jì)算 方法建立組合層次分析法權(quán)重計(jì)算模型，利用四種方法分別求出權(quán)重向量，并進(jìn)行排 序和綜合分析，最終獲得各上層準(zhǔn)則權(quán)重為B=M1,e2，…，en}，各子準(zhǔn)則權(quán)重為 屯=9"…，(PnU (3) 將熵權(quán)法獲得指標(biāo)權(quán)重值與組合層次法分析法求得的子準(zhǔn)則的權(quán)重進(jìn)行融合，獲 得新的子準(zhǔn)則權(quán)重和最終指標(biāo)權(quán)重W= (O1, ?n}; D. 單因素模糊綜合評(píng)價(jià) 單因素模糊綜合評(píng)價(jià)又稱(chēng)為一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，對(duì)于每類(lèi)因素Ui，因素Uu對(duì)于備選集 中Vk(k= 1，2,…，n)的隸屬度為riA，riA可表示為相應(yīng)的評(píng)價(jià)矩陣如下所示：
E.模糊綜合評(píng)價(jià) 在一級(jí)模糊綜合評(píng)判的基礎(chǔ)上，對(duì)因素類(lèi)的影響進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)判，二級(jí)模糊綜 合評(píng)判矩陣： B=WR= (Id1，…，bk，…，bm)
迭代上述方法，根據(jù)管道的實(shí)際運(yùn)行狀況，可進(jìn)行多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，最終實(shí)現(xiàn)埋地管 道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
【專(zhuān)利摘要】一種埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括以下步驟：A.確定影響管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的因素集；B.根據(jù)評(píng)價(jià)需求確定管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估備選集；C.采用熵權(quán)法計(jì)算管道風(fēng)險(xiǎn)因素集中各因素權(quán)重；D.采用組合層次分析法計(jì)算管道風(fēng)險(xiǎn)因素集中各因素權(quán)重，并將步驟C中計(jì)算的權(quán)重融入到層次分析法計(jì)算過(guò)程中，獲得最終因素權(quán)重值；E.利用步驟D得到的權(quán)重，對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)單因素進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)；F.迭代步驟E的計(jì)算過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)多級(jí)模糊綜合評(píng)估。該方法避免了管道風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重過(guò)于主觀(guān)或過(guò)于客觀(guān)的問(wèn)題，求得各因素權(quán)重更加客觀(guān)準(zhǔn)確；同時(shí)，通過(guò)建立模糊綜合評(píng)估模型對(duì)埋地油氣管道風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，使評(píng)估結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀(guān)、合理。
【IPC分類(lèi)】G06F17-16, G06F19-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104715163
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510169816
【發(fā)明人】李克文, 王義龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年4月10日