城市水泥管道風險評估系統結構
根據建設部"十五"科技發展規劃的要求，深圳燃氣集團于2001年初在國內率先開展"城市水泥管道風險評估系統"課題研究。研究過程中，分析了各個不同模塊的內在本質，根據各自的特點，借鑒國內外評估理論，尤其是應用數學的最新進展，分別建立了相應的數學模型。
事故可能性根據其成因分為腐蝕防護、外力破損、運行裕量、管理力度四個模塊綜合確定，后果嚴重度評估則包括人身傷亡、政治影響、經濟損失等方面的考慮，根據風險矩陣確定每個管段的運行風險等級。整個系統由7個模塊組成(圖1)，簡稱"七模塊評估系統"。
腐蝕防護的影響因素很多，大多可以量化，其測試方法有行業標準可以參照(標準按長輸管道制定，用于城市管道時需修正，不宜直接引用)。在聚類和主成分分析的基礎上，經過不斷的探索，分別建立了人工神經網絡和線性綜合評估的數學模型。通過擇優，并考慮到目前檢測數據的數量和可靠性均有待補充和提高，最終確定采用人工神經網絡模型。其具有強大的自學習、自修正功能，便于今后的擴充和移植。
外力破損的影響因素大多難以準確量化，且隨機性強，需進行模糊處理勻。根據影響外力破損因素的具體情況，采用了故障樹分析和模糊綜合評價法相結合的數學模型。通過故障樹分析，得到引起外力破損的各種基本事件的內在邏輯關系，算得各種基本事件的結構重要度，再將之作為模糊綜合評判法的權重向量，求得外力破損的綜合評判向量，最后按照最大隸屬度原則確定各管段外力破損可能性的等級。
運行裕量的影響因素都可以準確量化，且各因素間相關度較低，適合建立多因素評分模型。模型參數(權重和標準分)由專家調查法確定，創新性地提出了專家意見綜合可信度的概念和計算辦法。
管理力度采用人員可靠性分析方法，基于對水泥管道運行和維護工作流程的特征分析，確定根據巡查員的合格性、熟練、性能、穩定性、工作負荷量、體力差異等因素，統計回歸各評估參數，得到管理力度等級的評估模型。
腐蝕防護、外力破損、運行裕量、管理力度四方面對管道爆燃事故可能性的貢獻是不同的，采用德爾菲法確定各個方面的權重，經過模糊綜合得到每個管段的事故可能性的模糊等級。
對管道事故后果嚴重度的評價，采用層次分析與模糊綜合評價法相結合的評價模型。對實地采集或調查的數據和資料，通過層次分析計算評價因素的權重集，根據國內外風險評估經驗設定模糊隸屬度函數，將影響后果嚴重度的各因素作為模糊評價因素。通過模糊計算，求得模糊綜合評價結果向量，進而得到后果嚴重度的模糊等級。
管道運行風險等級的確定，選用美國石油學會《基于風險的檢驗規范》 (API 581)推薦的風險矩陣。在管道評價時，以前述評定所得的事故可能性與后果嚴重度等級為矩陣元素的腳標，矩陣中相應元素的數值即為管道的風險等級，矩陣包含輕微風險、一般風險、較大風險、極大風險共4個數值。矩陣是非對稱的，偏重于后果嚴重度。
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