淺談天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)系統(tǒng)化的發(fā)展與趨勢(shì)

溫鏡冉

【摘 要】隨著我國(guó)管道天然氣事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)已建成的天然氣管道進(jìn)行研究與分析，以適應(yīng)日益嚴(yán)峻的安全生產(chǎn)主題。結(jié)合在役管道運(yùn)行情況，通過分析和對(duì)比國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)確立一套適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)天然氣管道從經(jīng)驗(yàn)管理到科學(xué)管理的長(zhǎng)足發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】天然氣；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；管道；發(fā)展趨勢(shì)

天然氣是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中不可或缺的重要資源，在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障社會(huì)穩(wěn)定以及促進(jìn)國(guó)防建設(shè)的過程中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著能源短缺問題的日益加劇，如何確保天然氣長(zhǎng)輸管道的安全運(yùn)行，成為社會(huì)各界普遍關(guān)注與重視的問題。在能源產(chǎn)業(yè)日益重要的當(dāng)今社會(huì)，天然氣長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展?fàn)顩r直接體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代化程度和運(yùn)輸業(yè)發(fā)展程度。對(duì)于易燃、易爆的天然氣來說，管道運(yùn)輸在運(yùn)輸量、運(yùn)輸成本、運(yùn)輸安全性等方面具有傳統(tǒng)的海陸運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸及航空運(yùn)輸?shù)冗\(yùn)輸方式無法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此我國(guó)天然氣輸送以管道輸送為主。天然氣運(yùn)輸任務(wù)隨著管道完整性管理技術(shù)的發(fā)展，對(duì)在役天然氣輸氣管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是實(shí)現(xiàn)輸氣管道從安全管理向風(fēng)險(xiǎn)管理、從經(jīng)驗(yàn)管理向科學(xué)管理過渡的必要技術(shù)手段。評(píng)估方式也逐漸由平面化向數(shù)據(jù)化發(fā)展，相應(yīng)的系統(tǒng)軟件介入到風(fēng)險(xiǎn)管理中，以提高數(shù)據(jù)利用率和人力物力配備最優(yōu)化，預(yù)防減少風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生。

20世紀(jì)30年代，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)誕生，主要應(yīng)用于金融、保險(xiǎn)、投資等領(lǐng)域，是經(jīng)濟(jì)學(xué)的一項(xiàng)決策技術(shù)。到50年代，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)逐漸發(fā)展成為一門獨(dú)立學(xué)科。60年代以來，系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論逐漸應(yīng)用到航空、航天、石油、化工、核工業(yè)等領(lǐng)域。70年代，隨著核電技術(shù)的迅速發(fā)展，公眾對(duì)核電站的安全性要求越來越高，促使風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)在該領(lǐng)域的研究迅速發(fā)展以。1975年，美國(guó)原子能委員會(huì)反應(yīng)堆安全機(jī)構(gòu)（wash-1400）已將概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)普遍應(yīng)用于核工業(yè)領(lǐng)域，各種評(píng)價(jià)分析方法也不斷得到發(fā)展和完善，隨后相應(yīng)的法律法規(guī)也應(yīng)運(yùn)而生。

二十世紀(jì)70年代，歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家在二戰(zhàn)之后興建的大量油氣長(zhǎng)輸管道逐漸進(jìn)入老齡期，各種管道事故頻繁發(fā)生，造成了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，大幅度降低了各管道公司的盈利水平，同時(shí)也嚴(yán)重影響和制約了上游油氣田的正常生產(chǎn)。如何減少事故發(fā)生的平率和延長(zhǎng)管道的使用壽命，已成為各管道公司關(guān)注的焦點(diǎn)。為此，美國(guó)首先開始借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)和其他工業(yè)領(lǐng)域中的風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)來評(píng)價(jià)油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)大小，以期望最大限度地減少油氣管道的事故率和盡可能地延長(zhǎng)重要管道的使用壽命，合理地分配有限的管道維護(hù)費(fèi)用。

1985年，美國(guó)的Battle Columbus研究院發(fā)表了《風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查指南》，首次將評(píng)分法應(yīng)用于管道風(fēng)險(xiǎn)分析。1992年，美國(guó)的W·KentMuhlbauer編寫了《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)》并由美國(guó)海灣出版公司出版發(fā)行，該書以美國(guó)前20年在管道風(fēng)險(xiǎn)管理工作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和多種評(píng)價(jià)方法，為開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件的開發(fā)提供了依據(jù)，其中管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型已為世界各國(guó)普遍使用。1998年該書發(fā)行了第二版，増加了約三分之一的內(nèi)容，介紹了管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)修正模型及其適用條件并補(bǔ)充了成本與風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系等風(fēng)險(xiǎn)管理內(nèi)容，已成為世界各國(guó)開展油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究工作的指導(dǎo)性文獻(xiàn)。

隨著美國(guó)開始管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作之后，二十世紀(jì)八十年代中后期管道風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)和管理研究工作開始在世界上其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家展開。1991年加拿大努發(fā) （NOVA）公司開發(fā)出了首個(gè)與管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究相關(guān)的軟件。隨后，1994年加拿大的Neo Corr工程有限公司開發(fā)了CMI（Corrosion Management Interface軟件，開始展開與油氣管道相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)咨詢業(yè)務(wù)，該軟件可評(píng)價(jià)出最有可能發(fā)生安全隱患的管道位置，以便于管理者對(duì)危害管道采取提前預(yù)防措施。加拿大的C-FER公司設(shè)計(jì)開發(fā)了用于管道的日常維護(hù)和檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)分析軟件包（PIRAMID），該軟件包可對(duì)管道的失效概率和失效后果進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)管道的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)管道的完整性管理起到了重要的作用。

1995年我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)專家潘家華教授在《油氣儲(chǔ)運(yùn)》雜志上對(duì)美國(guó)W Kent Muhbauer的《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)》做了詳細(xì)介紹，由此引起我國(guó)科研人員對(duì)管道安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作的關(guān)注與研究。隨著管道行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)研究人員對(duì)于管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)注度逐漸提高，近年來在管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面也取得了一些成果。

在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)定性研究方面，劉紅芳、劉成敏和王海寧對(duì)天然氣的開發(fā)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析，并對(duì)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生原因進(jìn)行了闡述。張德元通過結(jié)合川渝地區(qū)天然氣凈化廠的實(shí)際情況，從評(píng)價(jià)目標(biāo)、評(píng)價(jià)手段、技術(shù)路線等方面與基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的設(shè)備檢驗(yàn)技術(shù)（RBI）、以可靠性為中心的維修（RCM）評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

過去幾十年，管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)得到快速發(fā)展，但依然沿襲傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)發(fā)展之路，在專家風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知、事故概率統(tǒng)計(jì)等基礎(chǔ)上，利用對(duì)外在風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知程度對(duì)評(píng)估對(duì)象進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，其核心問題是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模型是基于有限的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估的理念。隨著管道發(fā)展到大數(shù)據(jù)時(shí)代，在實(shí)現(xiàn)管道屬性相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)齊并納入數(shù)據(jù)庫的條件下，形成了管道大數(shù)據(jù)，在很多方面具備了“樣本=總體”的基礎(chǔ)，使風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)及管理發(fā)生了相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。

數(shù)據(jù)的來源豐富多樣，當(dāng)前管道系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的來源分為外部數(shù)據(jù)資源與內(nèi)部數(shù)據(jù)資源，外部數(shù)據(jù)資源包括外部培訓(xùn)資料、會(huì)展研討信息、項(xiàng)目信息、專業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、科技文獻(xiàn)資料、商業(yè)管理數(shù)據(jù)、外部交流數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)資源等。內(nèi)部數(shù)據(jù)資源包括實(shí)時(shí)管道運(yùn)維數(shù)據(jù)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)、內(nèi)部情報(bào)支撐數(shù)據(jù)、企業(yè)內(nèi)部提升數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)的形式有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以往數(shù)據(jù)分析限于針對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，然而統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在管道大數(shù)據(jù)來臨時(shí)代，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)大量增加，分析手段必然要通過大數(shù)據(jù)分析理論來實(shí)現(xiàn)，因此未來大數(shù)據(jù)分析將是管道行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。

在天然氣管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中最為常用的是的指數(shù)評(píng)分法，它具有其他方法無法比擬的優(yōu)越性，這種方法最先被我國(guó)管道系統(tǒng)引入并開始應(yīng)用，但這種方法的建立和制定是基于美國(guó)的管道系統(tǒng)的特點(diǎn)及美國(guó)的國(guó)情。不同的國(guó)家有不同的管道特點(diǎn)和國(guó)情，通過對(duì)我國(guó)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)查研究、分析發(fā)現(xiàn)，該方法確定的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重比例并不適應(yīng)于我國(guó)的天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)，這就要求我們通過收集我國(guó)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的有關(guān)資料，重新建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，確定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并就權(quán)重調(diào)整提出一套理論方法，再利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)建模，以建立一套適合我國(guó)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王康林，曹明明等.Muhlbauer風(fēng)險(xiǎn)分析法在管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)研究，2006，（2）：112-114.

[2] 杜鎖軍.國(guó)內(nèi)外環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006，（4）：87-90.

[3] 王勇.歐美國(guó)家長(zhǎng)輸管道施工企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的經(jīng)驗(yàn)與啟示[J].百家述評(píng)，2016，3（6）：354.

[4] 宋東昱嚴(yán)大凡：天然氣管道可靠性特征量，天然氣工業(yè)，1997，17（6）.