基于網格化的中低壓燃氣管網風險管理創新方法

劉慧?馬旭卿?張玉星?郭保玲?張慎顏

一、“網格化”燃氣管網風險管理模式的提出

近年來，網格化開始應用于數據信息技術，以進行高性能資源共享。實施網格技術可以發揮網格的協同效應，將各個網格信息進行高度融合與共享，為管理人員和普通百姓提供更多資源與信息。現階段，業界通過網格技術對各領域風險評價方法進行優化，提出網格化風險評價的理念，奠定了風險評價數字化的基礎。

原有的燃氣管道風險評價是根據評價者或管理者的習慣和要求劃分單個評價單元，僅僅分割了大的評價對象，當再次進行風險評價時又會改變評價單元，不利于前后風險評價結果對比。且原有劃分方法主要是按照管道里程線性劃分，未考慮燃氣管網網狀敷設特點。利用網格的概念劃分風險評價單元時，可以考慮管網特點并加入對于風險評價有用的信息，利用對風險評價相關參考的指標劃分出利于風險評價的網格，并參考行政網格化管理大網格，在此基礎內劃分風險評價小網格。在得到風險評價結果后，還可以直接應用到網格化管理，直接反饋給城市網格管理信息平臺，避免出現大的區域被打散的情況。

對于風險評價結果較高的網格，不僅企業可以給予重視，強化風險評價結果改進，城市公共安全管理方面也可以加大監管力度，保證公共安全及民眾的安全。基于網格化的風險評價不僅是單純的風險評價，要根據時代發展，結合數字化信息及未來數字化平臺，在此基礎上做好原有的風險評價，并且將結果與其他城市的數字化信息進行一系列整合，形成數字化城市管理。

二、中低壓燃氣管網風險評價網格的劃分

在將網格化推廣應用于復雜的中低壓燃氣管網時，網格劃分應根據具體對象的特點進行變動。由于中低壓燃氣管網呈網狀分布，支管較多，點多、面廣，設備分布密集，因此中低壓燃氣管網風險評價網格劃分應該不同于長輸管道的按線路劃分，而應該按面積劃分。

首先，中低壓燃氣管網管轄單位應開展生產運行網格管理，將現有管網按照行政區域及管理范圍劃分成較大的運行網格，分屬不同單位及部門進行管轄。但是，運行網格范圍較大，且包含多個小區低壓線、街道主干中壓線等，各個中、低壓線周邊環境、建設年代、管線本身特征等均有差異，同一個運行網格內包含的管線相似性較差，無法作為最小單元對其進行風險評價。

因此，綜合考慮后確定將運行網格作為風險評價網格劃分的參考依據，在此基礎上，根據風險評價需要再進行細致劃分。對中低壓燃氣管網進行網格劃分，需要確定劃分網格的指標（表1），可以將這些指標分為管道運行管理區、管道所在地區環境、管道本身屬性，以及運維管理因素四大類。管道運行管理區由燃氣公司根據運營規劃進行劃分。管道所在地區環境，主要考慮政府市政設施、國家保護單位、工業及產業園區、商業區、居民住宅區，雜散電流區域，敷設地面活動情況多的區域等。管道本身屬性主要考慮管道材質、壓力等級、服役年限、防腐材料等。運維管理因素主要考慮運行管線過程中工作實施的情況，包括巡線頻率和管道歷史發生事故數量等。

表1 網格劃分指標

根據上述網格化方法，對X區待評價中低壓燃氣管網進行劃分，最終劃分為32個網格（圖1）。

圖1 X 區燃氣管網網格化示意圖

三、基于網格化的風險評價指標體系

在中低壓燃氣管網風險評價系統中，使用WSR系統方法論，按照物理、事理、人理對所有風險因素進行分類，構建風險評價指標體系。

物理影響因素闡述客觀存在的事實，主要包含管道本身參數、腐蝕因素、第三方破壞情況、歷史失效情況、環境因素等。事理影響因素指為了減少系統風險所采取的有效手段，主要包含管理因素。人理影響因素主要用于協調、解決系統中的事項，主要體現在燃氣管網與人有關的因素，包含誤操作因素等。選取指標時，盡量選取不相關的指標和方便獲得的指標，構建指標體系（圖2）。

圖2 中低壓燃氣管網風險評價指標體系

四、網格復雜性修正創新方法

中低壓燃氣管網敷設深入人群居住區、市政中心等，網格內環境復雜多變、影響因素較多，因此，引入網格復雜性修正因子，在原有風險評價指標體系基礎上對其所處復雜條件進行修正。這里考慮的主要影響因素，包括網格內調壓箱（站）數量、防護措施，支管、閘井數量等，不同因素根據重要度具有不同復雜性系數。

一是調壓箱（站）數量。網格內每個調壓箱（站）復雜性系數為3.0，根據調壓箱（站）警示措施確定對修正因子影響（表2）。二是閘井數量。每個閘井的復雜性系數為4.0。三是支管數量。評價管段中所有用三通連接的分支記為一條支管，每條支管的復雜性系數為2.0。經過調壓站的低壓總線布局在小區干道上，經過每棟樓會產生一個支管，經過每單元又會產生一個支管，根據小區樓棟的數量及每棟樓平均單元數量簡化計算該小區管網復雜程度較為合理。支管數量由小區內樓棟數量和單元數量綜合確定。管線總復雜性系數由管道長度、調壓箱（站）數量、閘井數量、支管數量綜合確定。

表2 修正因子取值

五、網格化風險評價應用與提升

綜上所述，本研究根據中低壓燃氣管網的特點引入了網格化概念，并提出中低壓復雜管網的風險評價網格劃分具體方法，還針對實際社區進行了網格劃分。同時，基于WSR系統方法論的思想，構建中低壓燃氣管網風險評價指標體系。并根據網格化基礎，創新性提出網格復雜性修正計算方法，使得風險評價結果更準確。

現選取某社區作為樣本進行實例應用。X區某待評價中低壓燃氣管網總長度為174.87公里，管網敷設范圍內包含居民小區、學校、公共設施等，環境復雜，人口密度大，管線數據變化大。X區劃分后得出32個網格樣本，以該網格樣本為例進行風險評價計算示范，按照制定的網格風險等級劃分原則（高風險“紅”，較高風險“橙”，中風險“黃”，低風險“綠”）進行風險劃分（圖3）。

圖3 某區風險分布網格圖

經計算確定，網格n4、n7、n8、n12、n14的風險評價綜合結果為中風險，其他網格為低風險。同時，結合現場數據可知，n7網格在違章占壓方面需加強管理，及時解決占壓問題，保證維搶修工作準時高效。n4、n8、n12、n14網格在腐蝕方面需加強管理。結合現場數據可知，這些網格需要及時進行防腐層破損點修復，針對服役時間長的管線及時更換老舊管線，降低泄漏事件發生的可能性。

通過網格化風險評價模式的應用，不僅大大提高了一線運行人員的運行效率，還在很大程度上解決了城市燃氣中低壓管網因布局繁雜、風險因素多變、敷設環境多樣等原因造成的風險評價難題。而且針對不同網格的風險評價結果，提出了有針對性的風險管控措施，提升了城市燃氣生產運營精細化管理水平。

（責任編輯：鞠阿蓮）