摘　要：概述了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的定義以及國內(nèi)外燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究現(xiàn)狀，針對某市燃?xì)夤艿溃捎没趯哟畏治龇ǖ哪：C合評價(jià)方法對燃?xì)夤艿罎撛陲L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，通過算例闡述了基于層次分析法的模糊綜合評價(jià)方法在城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中的應(yīng)用，對保障其安全運(yùn)行具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿?，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，層次分析法，模糊綜合評價(jià)

0 引言

城市燃?xì)夤艿雷鳛槿細(xì)庵饕倪\(yùn)輸工具，隨著社會的發(fā)展得到迅速的普及，在管道的運(yùn)行過程中，常受到各種因素的影響發(fā)生故障，燃?xì)夤艿赖男孤┗虮咽鹿释鶗o城市居民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失，給社會造成深遠(yuǎn)的不良影響。所以，各地頻發(fā)的燃?xì)夤艿朗鹿屎团c之相關(guān)的安全問題也逐漸成為社會和公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。開展城市燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，保障其安全運(yùn)行具有十分重要的意義。

1 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)概述

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)就是綜合考慮不同風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互作用及影響，根據(jù)國家相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的指標(biāo)確定風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)基準(zhǔn)，衡量風(fēng)險(xiǎn)的程度，判斷該系統(tǒng)是否需要采取進(jìn)一步的控制措施。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的技術(shù)方法按評判的準(zhǔn)確性分為定性風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、半定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)三個(gè)方面^[1]。通過定量或定性的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，進(jìn)行管道各管段的風(fēng)險(xiǎn)識別，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)程度排序確定重大風(fēng)險(xiǎn)的性質(zhì)并定位，需求有效的措施將風(fēng)險(xiǎn)程度控制在可接受范圍內(nèi)，降低管道事故發(fā)生的概率，提高燃?xì)夤艿赖陌踩煽啃浴?/span>

2 國內(nèi)外燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究現(xiàn)狀

2.1 國外現(xiàn)狀

1992年，W．Kent．Muhlbucer總裁總結(jié)了美國近20年開展油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)研究工作的成果，編寫了《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊》，詳細(xì)論述了管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的專家評分模型，成為世界各國普遍接受且作為開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)的依據(jù)^[2，3]。在該書第2版中增加的內(nèi)容有：不同場合的管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的修正模型；對環(huán)境敏感區(qū)域、工作場所壓力及潛在人為差錯(cuò)的評價(jià)。該書的第3版豐富了原有風(fēng)險(xiǎn)管理方面的內(nèi)容，以更清晰更具體的例子說明了建立風(fēng)險(xiǎn)評估基本模型的程序，增加了建立穿越段油氣輸送管道的風(fēng)險(xiǎn)評估模型的方法^[4，5]。

經(jīng)過不斷的發(fā)展和應(yīng)用，目前許多國家已經(jīng)逐步建立針對城市燃?xì)夤艿赖陌踩u價(jià)體系。例如，英國通過對大量管道資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及災(zāi)害模擬實(shí)驗(yàn)，建立了輸氣管道定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)。加拿大也成功開發(fā)了管道維護(hù)和檢測的風(fēng)險(xiǎn)分析軟件包，用于管道的失效概率分析、失效后果和總風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算^[6，7]。

2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

在我國有關(guān)城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究工作起步較晚。最早由潘家華教授于1995年在《油氣儲運(yùn)》雜志上全面介紹了《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊》，此后管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)引起有關(guān)科技人員的廣泛關(guān)注^[5]。近年來國內(nèi)對于燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評估方法進(jìn)行了一定的探討，在借鑒國外研究成果的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用專家評估法、事故樹法和模糊數(shù)學(xué)等多種分析方法，建立了長輸石油管道風(fēng)險(xiǎn)評估體系，提出了一整套切實(shí)可行的方法^[8]。

在工程應(yīng)用上，2000年西南石油學(xué)院和中國石油西南分公司聯(lián)合研制開發(fā)的“輸氣管線風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件”對重慶達(dá)臥線天然氣輸氣管道進(jìn)行了全線風(fēng)險(xiǎn)分析與評估，標(biāo)志著目前國際上通用的評分體系法已經(jīng)在我國現(xiàn)役燃?xì)夤艿郎线_(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平。關(guān)于中國石油天然氣集團(tuán)公司石油管材所、中國石油管道公司和四川石油管道局聯(lián)合開展的管道安全評價(jià)技術(shù)研究，不僅取得了多項(xiàng)科研成果，而且建立了現(xiàn)役油氣管道安全評價(jià)的基本模型和技術(shù)方法，還開發(fā)了管道安全數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的評價(jià)軟件程序。該技術(shù)成功運(yùn)用于國內(nèi)多條油氣管道的剩余強(qiáng)度和剩余壽命的定量預(yù)測評價(jià)工作中，為現(xiàn)役油氣管道的檢測、維修和更換提供了科學(xué)依據(jù)。

3 城市燃?xì)夤艿谰C合評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

城市燃?xì)夤艿赖木C合評價(jià)指標(biāo)體系是對燃?xì)夤艿肋M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)。依據(jù)一套能夠全面反映燃?xì)夤艿老到y(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的評價(jià)指標(biāo)體系所作出的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果能夠真實(shí)地反映城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)狀況；能夠?yàn)槿細(xì)夤绢A(yù)防危險(xiǎn)事故的發(fā)生提供合理且有效的信息?？梢姌?gòu)建全面科學(xué)的評價(jià)指標(biāo)體系對于風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)具有舉足輕重的作用，同時(shí)也能夠推進(jìn)城市燃?xì)夤艿老到y(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理體系的建設(shè)。

在城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中，造成管道失效和事故的原因共有4類，即第三方破壞、腐蝕、誤操作和設(shè)計(jì)。通過各指標(biāo)的相互關(guān)系及隸屬關(guān)系對燃?xì)夤艿朗У臉?gòu)成要素進(jìn)行全面地分析，構(gòu)建如表1所示的二層綜合評價(jià)指標(biāo)體系。

表1所構(gòu)建的評價(jià)指標(biāo)體系為遞階的二層結(jié)構(gòu)。這種遞階層次結(jié)構(gòu)是利用模糊綜合評價(jià)法進(jìn)行城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)和依據(jù)。

4 燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法

4. 1 層次分析法——AHP

層次分析法(Analytic Hierarchy Process)，簡稱AHP，是一種定性與定量相結(jié)合的決策分析方法，可以用來確定各指標(biāo)的相對權(quán)重^[9，10]，基本步驟如下：

1)建立遞階層次分析結(jié)構(gòu)。首先條理化和層次化所要研究的問題，然后按照元素的相互關(guān)系及其隸屬關(guān)系將決策的目標(biāo)、考慮的因素以及對象自上而下分解成若干個(gè)層次，繪制層次結(jié)構(gòu)圖(見表1)。

2)構(gòu)造判斷矩陣并求最大特征根。根據(jù)已建立的因素層次分析結(jié)構(gòu)圖對各影響因素進(jìn)行兩兩對比分析，構(gòu)造判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算，求解判斷矩陣的最大特征根λ_max及與其對應(yīng)的正規(guī)化特征向量，具體計(jì)算步驟為：首先，計(jì)算各行中元素乘積的n次方根：

4.2 模糊綜合評價(jià)法

模糊綜合評價(jià)法是基于模糊集理論和最大隸屬度原則對多因素系統(tǒng)的特征進(jìn)行總體評價(jià)的一種方法，具體步驟如下：

1)確定評價(jià)因素集。

在城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中，造成管道失效和事故的原因有第三方破壞、腐蝕、設(shè)計(jì)因素和人為操作因素等，其中腐蝕和第三方破壞是最主要的原因。因此造成燃?xì)夤艿朗У囊蛩丶?/span>U={u1，u2，u3，u4}={第三方破壞，管道腐蝕，管道誤操作水平，管道設(shè)計(jì)水平}。這四個(gè)主要影響因素又分別可細(xì)劃分為若干子因素。

2)建立備擇集。

為了準(zhǔn)確、簡單的評價(jià)管道，一般用風(fēng)險(xiǎn)程度語言作為評價(jià)目標(biāo)，經(jīng)分析引起燃?xì)夤艿朗Э赡苄缘脑u價(jià)的備擇集為：V={v1，v2，v3，v4，v5}={低風(fēng)險(xiǎn)，較低風(fēng)險(xiǎn)，中等風(fēng)險(xiǎn)，較高風(fēng)險(xiǎn)，高風(fēng)險(xiǎn)}。風(fēng)險(xiǎn)等級劃分^[12]如表3所示。

3)對各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行評價(jià)，確定隸屬度矩陣，根據(jù)各風(fēng)險(xiǎn)要素影響程度，確定其相應(yīng)的權(quán)重。

4.3 案例分析

根據(jù)前文建立的燃?xì)夤艿谰C合評價(jià)層次結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合專家知識以及管道數(shù)據(jù)，采用模糊綜合評價(jià)法對某市縣城城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。

首先，利用層次分析法確定因素權(quán)重：A=(0.42  0.27  0.18  0.13) 。

其次，綜合考慮影響管道失效的所有因素進(jìn)行二級模糊綜合評判確定管段的風(fēng)險(xiǎn)等級，根據(jù)對各因素的等級計(jì)算得出模糊綜合評價(jià)集合R：

根據(jù)最大隸屬原則，該市城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)水平處于低風(fēng)險(xiǎn)等級。說明該市的城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿捞幱谳^安全狀態(tài)，防護(hù)措施比較得當(dāng)，管理較完善。

5 結(jié)語

近年來，我國大力發(fā)展天然氣工業(yè)，隨著“西氣東輸”“俄氣南供”等工程的實(shí)施，天然氣正在被城市的各個(gè)方面廣泛的應(yīng)用，但是燃?xì)庠跒槌鞘猩a(chǎn)、生活帶來便利的同時(shí)，也由于其自身所固有的易燃、易爆、有毒等特性，具有一定的危險(xiǎn)性。

本文針對城市燃?xì)夤艿来嬖诘目赡苄燥L(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合某市工程實(shí)例，采用基于層次分析法的模糊綜合評價(jià)方法對燃?xì)夤艿罎撛陲L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，確定風(fēng)險(xiǎn)性質(zhì)并采取合理的措施，確保燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)行?？梢?，基于層次分析法的模糊綜合評價(jià)方法在城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬令申．城市埋地燃?xì)夤艿牢ｋU(xiǎn)源辯識評價(jià)研究與專家系統(tǒng)框架開發(fā)[D]．北京：北京化工大學(xué)，2003．

[2]楊嘉瑜，張德彥，李欽華．管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊[M]．北京：中國石化出版社，2005．

[3]W．KenU Muhlbauer．Pipeline Risk ManagemenU Manual[M]．Gulf Publishing Company，2004．

[4]潘家華．油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)分析(續(xù)完)[J]．油氣儲運(yùn)，1995，14(5)：3-10．

[5]潘家華．油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)分析(續(xù)一)[J]．油氣儲運(yùn)，1995，14(4)：1-7．

[6]曾靜，許俊城，陳國華．城市埋地燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評估方法的適用性[J]．燃?xì)馀c熱力，2007，27(5)：55-61．

[7]Brian Griffin，Mike Zelensky．Basuics of risk analysis[J]．AssessmenU and managemenU Banff /95 pipeline Workshop，1995，12( 2) ： 21-23．

[8]肖建明．城市埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估GIS集成系統(tǒng)研究[D]．廣州：華南理工大學(xué)，2007．

[9]王蓮芬，許樹柏．層次分析法引論[M]．北京：中國人民大學(xué)出版社，1990：97-106．

[10]SaaUy U L．Uhe analyUic hierarchy process[M]．McGraw Hii，Inc，1980： 187-193．

[11] T．L．Saaty．TheAnalysis Hiererchy Process[M]．NewYork：MCGraw Hill Inc，1980．

[12]郭峰．城市地下燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究[D]．長沙：中南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011．

(本文作者：趙翔宇 中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院，重慶 400016)