基于網格化評價的燃氣管網風險管控方案研究

1 概述

城鎮燃氣管道是城市的生命線工程，為保證其安全穩定運行，需要對燃氣管網進行風險評價，對高風險管網給出風險管控措施以降低或控制風險。

以往對燃氣管道風險的研究大多是對單一管段進行風險評價，或對風險管控措施進行歸納

。本文通過綜合區域范圍內管道自身因素和外部影響因素，對燃氣管網進行風險評價，根據評價結果，針對區域管網風險特點匹配相應的風險管控措施。將城鎮燃氣管網劃分為若干網格，建立風險評價模型對網格區域內所有燃氣管道進行風險評價，然后基于產生式規則建立風險管控措施匹配模型，將管控措施與風險評價結果相匹配，為需要整改的高風險區域提出風險管控措施建議。以北京市某小區為例，對該小區進行燃氣管網綜合風險評價，并給出相應風險管控方案建議。流程見圖1。

2 城鎮燃氣管網網格化風險評價

網格化是根據城市的地理布局將地域劃分為若干個網格狀的單元，本文借鑒了目前政府網格化管理中網格的劃分方法

。一般網格劃分精度為1 km×1 km或500 m×500 m，考慮目前高精準燃氣泄漏檢測車的檢測能力范圍是行進路線兩側各150 m的情況，本文以300 m×300 m的網格劃分精度將所研究的區域劃分為若干網格，以每一個網格為基礎單位來評價城鎮燃氣管網的風險。

網格化風險評價首先需要收集各網格區域內與評價指標相關的數據，建立網格化風險評價模型，最后將數據代入風險評價模型，得出一個網格的綜合風險值。該評價方法的優點是可以對區域內燃氣管網的綜合風險進行評價，不局限于某一條管段，并且考慮了外部環境對管網風險的影響。網格的綜合風險值是將網格內燃氣管網與外部環境的真實數據代入風險評價模型得出的，避免了專家打分過程中人為主觀因素的影響，使評價結果更加客觀。

2.1 網格化風險評價模型

城鎮燃氣輸配系統中，管道按材質可分為鋼質管道和PE管道。室外鋼質管道相對于PE管道敷設時間早，在役15 a左右的埋地鋼質管道的腐蝕老化情況已經十分嚴重，導致燃氣管道泄漏事故頻發。因此本文將針對埋地鋼質管道進行風險評價。

① 建立網格化風險結構模型

“傳統文化進校園”對繼承和弘揚中華民族優秀傳統文化，促進社會主義精神文明建設，加強優秀傳統文化在青少年中的宣傳普及工作，具有重大意義。

本文從發生燃氣事故的可能性(即失效可能性)及后果嚴重性出發，通過分析埋地燃氣管道泄漏事故的類型及原因，建立網格化風險結構模型，見圖2。從失效可能性及后果嚴重性兩方面，將影響網格內燃氣管道風險的因素分為管道自身指標、周圍環境指標和外力干擾指標等7個二級評價指標(以下簡稱二級指標)，以及管齡、氣質、壓力等級等23個三級評價指標(以下簡稱三級指標)。

田薊苷對腦缺血再灌注損傷模型大鼠腦組織的保護作用研究 ……………………………………………… 馬麗月等（20）：2805

② 指標權重的確定

指標權重使用專家打分法確定，步驟如下。

a.根據網格化風險結構模型設計專家調查表，由若干專家按重要程度對二級指標、三級指標進行賦分，以1～9分表示，9分為最重要。

無線技術的發展使得人們對于無線設備的續航能力提出了更高的要求，然而傳統的供電或者充電模式阻礙了應用的發展。比如，對數量龐大的傳感器節點進行有線充電或者更換電池時成本較大(例如無線傳感器網絡中)；甚至有時在許多關鍵應用中不能進行充電或更換電池操作(例如植入人體的醫療設備)。目前，針對這樣一個緊迫的問題，一種有效的做法是致力于降低無線網絡的能耗，優化傳輸協議。包括節能電路的設計，節能通信技術、節能協議以及節能軟件、應用等的設計開發。

b.根據打分結果計算出每個二級指標的平均分

，并將所有二級指標的平均分相加計算出二級指標的總分

，則該二級指標的權重為

。三級指標的權重計算同理。網格化風險評價模型的各指標權重及分值見表1、2。

2.2 網格綜合風險值計算

本文采用行業內被廣泛應用的LS法

進行網格綜合風險值計算，此方法為半定量評價，步驟如下。

① 評分標準分析

計算出二、三級指標權重后，參考CJJ 95—2013《城鎮燃氣埋地鋼質管道腐蝕控制技術規程》、GB/T 27512—2011《埋地鋼質管道風險評估方法》、SY/T 6859—2020《油氣輸送管道風險評價導則》等相關標準規范，按照權重以及分位數法賦予每一項指標以相應的分值。

以“有效陰極保護樁數量”指標為例說明評分標準的制定過程：首先賦予管道自身指標的三級指標的最大總分值為10分，其次依據指標權重得出有效陰極保護樁數量最大分值為1.5分，最后將有效陰極保護樁數量按照0只、1只、2～3只劃分為3個等級。由于有效陰極保護樁數量越多，對網格內管道的影響越大，管網的失效可能性越小，因此有效陰極保護樁數量為0只時對應的分值為最大分值1.5分，然后按照分位數法得到有效陰極保護樁數量為1只、2～3只時對應的分值分別為1.0、0.5。同理可得到其他三級指標的分值。

② 綜合風險值計算

針對每個網格，失效可能性三級指標分值之和與對應二級指標權重的乘積為該二級指標分值。所有二級指標分值之和為失效可能性得分，計算公式為：

(1)

(2)

式中

——網格

的權重

——第

個二級指標權重

——第

個二級指標下三級指標的數量

當值滿足表4規定的相應條件時轉化為1，否則轉化為0，進而將評價矩陣轉化為0、1評價矩陣。0、1評價矩陣表格形式示例見表6。

——失效可能性得分

對于賽利亞“混雜化”文化身份的確立，可在西斯內羅斯“混雜化”的寫作語言和中得以體現。西斯內羅斯在用英語創作時融合了西班牙語，特別是與墨西哥文化相關的一些飲食、音樂和宗教，都保留了其母語名稱。這產生了所謂的文學“重寫本”，也就是雜交的一種形式。（Bruce,1990:19）這也是西斯內羅斯對文化身份的一種詮釋和理解。

綜合風險值計算公式為：

（3）研制鋼筋籠自動綁扎或焊接智能設備。可按照導入的CAD網片規格進行全過程自動生產的智能設備；焊接或者綁扎的鋼筋直徑范圍廣，質量可靠；鋼筋網絡尺寸精確要高，在±10mm范圍內；可根據預埋件、窗戶、門口尺寸，自動按照預留尺寸開孔；具有互聯網和通信接口，可方便技術人員通過互聯網遠程診斷/故障排除。

措施6：采用泄漏檢測裝備加強燃氣管道泄漏檢測。措施來源為CJJ/T 215—2014《城鎮燃氣管網泄漏檢測技術規程》。實施方案為可使用高精準燃氣泄漏檢測車檢測管道周邊甲烷體積分數，或使用精度較高的甲烷檢測儀，如激光甲烷檢測儀。

(3)

式中

——綜合風險值

參考《北京市安全風險管理實施辦法》并結合專家意見，對網絡依據綜合風險值進行風險等級劃分，結果見表3。

③ 多網格綜合風險值計算

在實際工程中，規則網格無法完全覆蓋運行片區、小區、行政區域等不規則管理區域，因此引入了一種對規則多網格和不規則多網格均適用的綜合風險值計算方法。多網格綜合風險值計算公式為：

(4)

(5)

式中

——第

個二級指標的分值

D

——網格

的綜合風險值

——網格

與評價區域的重疊面積，m

——網格數量

——多網格綜合風險值

同理，各網格權重與各網格二級指標的乘積之和為多網格的二級指標得分。

以圖3中不規則評價區域覆蓋4個編號為1～4的網格為例，假設每個網格是邊長為2 m的正方形，則重疊面積分別為4 m

、4 m

、2 m

、2 m

。假設1～4網格綜合風險值分別為4、3、2、1，計算各自的權重分別為0.47、0.35、0.12、0.06，最終計算得到該不規則評價區域綜合風險值為3.23。

3 網格化管控措施匹配模型

在實際應用中，需要根據不同網格的風險特點實施相應的風險管控措施，以達到控制風險的目的。

這些話是秦川親口對戴菲兒說的，在酒后，在他們剛剛云雨以后。那時戴菲兒認為這不過他諸多玩笑里的一個。直到她終于確信。

3.1 產生式規則理論

專家系統是一種智能的計算機程序，它能借助源自于人類的專家知識采取一定的搜索策略，并通過推理的手段去解決某一特定領域的相關問題。產生式規則是專家系統中應用較多的一種，常用于表示具有因果關系的知識，其基本形式是：

IF

THEN

薄水插秧，活蔸露田，淺水勤灌，干濕交替。當母本苗數達到300萬／hm2時曬田，復水后要淺灌勤灌。注意抽穗揚花期遇高溫要灌深水，降溫增濕。灌漿到成熟階段應淺水間歇灌溉，切忌斷水過早。

其中，

代表一組前提或狀態，

代表若干結論或動作，其含義是如果前提

得以滿足，即為“真”，則可得出結論

或

所規定的動作。

產生式規則也可以用樹形圖來表示，子節點表示前提，父節點表示結論。當多個前提出現才能導致一個結論時，在多個表示前提的子節點間畫一道弧線，見圖4。

由于所評價網格區域中產生風險的原因不同，為了結合不同網格的風險特點，本文通過7個二級指標及23個三級指標構建篩選規則，組成規則庫，使用規則庫進行措施篩選。

3.2 基于產生式規則的風險管控措施匹配模型

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風險管控措施

本文通過文獻調研以及專家咨詢的方式，歸納總結了如下燃氣設施風險管控措施。

① 工程技術措施

措施2：加裝燃氣管道陰極保護、干擾防護等腐蝕控制裝置。措施來源為CJJ 95—2013《城鎮燃氣埋地鋼質管道腐蝕控制技術規程》。實施方案為檢測陰極保護裝置有效性，對無效陰極保護裝置進行更換；未設置陰極保護裝置的管道加裝陰極保護裝置；對雜散電流干擾明確的區域加設排流保護設施。

措施1：加密設置燃氣設施安全警示標志。措施來源為CJJ 51—2016《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》。實施方案為在燃氣管道沿線、轉角、三通等處加裝警示標志。

高考終于結束了。剛出考場，果果和爸爸就迎上來，“凍凍，爸爸說下星期帶我們去海邊哎。”果果興奮的搖著我的手說。

措施3：進行燃氣管道防腐層修復和腐蝕控制技術改造及修理。措施來源為CJJ 95—2013。實施方案為定期檢測防腐層的有效性，對防腐層失效的管道計劃性修復；對老舊金屬管道進行更換，在滿足設計工況的情況下優先選擇PE管材和采用先進的防腐方法。

措施4：進行燃氣管道及附屬設施局部改造或全部改造。措施來源為CJJ 51—2016。實施方案為計劃性更換改造老舊設備設施，并盡量采用優良材料。

② 管理措施

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年》中強調：大力發展職業教育，加快培養具有熟練技能等綜合職業能力的高素質勞動者和技能型人才[1]。隨著社會對服務質量和需求的變化，對人才的要求也越來越高，培養具有較強實踐能力的技能型人才已成為中職學校的共同目標，但如何把中職生培養成社會需要的高素質的技能型人才，要進行實踐和探究。

措施5：加強燃氣管道及附屬設施的運行維護和施工配合，必要時增加巡檢頻次。措施來源為CJJ 51—2016。實施方案為監測管道及附屬設施的腐蝕情況及有效性；對涉及影響到地下燃氣管道的工程，施工方應與燃氣供應單位共同制定保護措施；監管單位對施工全過程進行有效安全管理。

=

措施7：定期開展燃氣管道陰極保護裝置測試和防腐層檢測。措施來源為CJJ 51—2016。實施方案為鋼質管道防腐層破損點巡檢周期為每年1次，新投運管道的巡檢周期為每2年1次，可視具體情況進行調整。

措施8：特大降雨、地震等突發災害后，加強管道周邊巡視。措施來源為CJJ 51—2016。實施方案為在極端天氣或災害事件后，盡快摸清損害情況，專項巡檢，避免次生災害的發生。

措施9：其他管線設施破壞或沉降等突發事故后，加強管道周邊巡視。措施來源為CJJ 51—2016。實施方案為周邊其他管線設施發生事故時，可能對燃氣管道造成影響，應啟動預警，配合防范，加強巡檢，及時處置。

③ 應急措施

與此同時，多場展會同期活動也陸續拉開帷幕，思維碰撞與精彩觀點將全方位呈現于此次展會上。本次展會現場組委會還聯合參展企業共同推出了“珠江三角地區汽保精品特賣會”、“定時抽獎”、“限時競拍”等系列優惠活動。

措施10：制定專項應急預案和現場處置方案，并定期開展應急演練。措施來源為GB/T 29639—2020《生產經營單位生產安全事故應急預案編制導則》。實施方案為根據風險評價等級制定應急預案，明確應急職責與處置流程；定期更新應急預案并開展應急演練，對演練進行分析評估。

措施11：加強專業應急隊伍建設和應急物資儲備。措施來源為GB/T 29639—2020。實施方案為對應急資源情況進行調查以確保應急資源準備充足，應急專家與應急專業隊伍能夠滿足應急處置需要，應急處置能力與燃氣供應規模及業務匹配。

措施12：設置應急值守點，合作協同完成應急處置。措施來源為GB/T 29639—2020。實施方案為按照管轄范圍，合理布置應急隊伍及值守點；燃氣供應單位的專兼職應急隊伍應與專業應急救援隊伍協同，對燃氣系統進行控制、修復。

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匹配規則

專家系統中人類專家的知識想要向計算機系統中“專家”的知識進行轉化，需要制定相應的規則。根據網格綜合風險評價后的結果實施適合的管控措施，可以避免人力、物力的浪費。根據表3的分級標準，風險等級在三級及以上需要進行整改，在綜合專家意見以及相關標準后制定匹配規則，見表4。

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風險管控措施匹配模型構建

① 構建評價矩陣

高安方言中的“殺人(sat4 in13)”作為動賓結構時，用法和含義與普通話無異，但接在其它形容詞或動詞之后時卻轉變為程度副詞，表示程度極深。例如：

同理可得后果嚴重性得分

。

評價矩陣包含網格綜合風險值、7項二級指標得分，以及依據表4中的條件選出的陰極保護、防腐層破損點、地震帶附近網格、強沉降區網格等4個指標。網格綜合風險值和二級指標得分由前文可以得出。若網格內沒有有效陰極保護，賦值為1，否則為0；有防腐層破損點賦值為1，否則為0；網格處于地震帶附近賦值為1，否則為0；網格處于強沉降區賦值為1，否則為0。網格評價矩陣表格形式示例見表5。

② 轉化為0、1評價矩陣

臨床中,大腸潰瘍疾病患者根據其病因部位及病理變化不同,疾病發生期間在臨床中的表現也各不相同,對其疾病的臨床診斷造成了一定的干擾[1]。結腸鏡檢查在大腸潰瘍疾病診斷中應用,有效的促進其疾病診斷準確率的提升,具有非常積極的作用和意義。下文將以我院收治的60例內鏡下診斷非炎癥性腸病大腸潰瘍患者為例,對其臨床特點及表現進行分析,以對內鏡下診斷非炎癥性腸病大腸潰瘍的價值意義進行研究,以供參考。

——第

個三級指標的分值

③ 構建措施矩陣

根據表4所示的條件和措施對應關系，從0、1評價矩陣中篩選出相應項目及轉化值，組成措施矩陣。以措施3為例，根據表4可知，要對網格內區域采取措施3的前提是“綜合風險值大于160分”或“周圍環境指標得分大于指標最大分值的30%”或“網格內存在防腐層破損點”。因此篩選出來的項目為網格綜合風險值、周圍環境指標和防腐層破損點，分別以

、

、

表示。構建的措施矩陣為：

④ 規則運算

嗜鉻細胞瘤是第一種在腎上腺發現的腫瘤。1926年Roux首次成功地切除了嗜鉻細胞瘤,但術前并不知道患者的診斷。嗜鉻細胞瘤的手術風險比較高,直到l950年代初,其手術死亡率仍高達26%。從1960年代開始,在嗜鉻細胞瘤圍術期采用腎上腺素能受體阻滯劑酚妥拉明及更長效的酚芐明等藥,并注意到血容量的及時補充,手術的死亡率才明顯下降。近年來CT、MRI、131I-MIBG等技術的廣泛應用,診斷例數較前增多,亦有單側病變的報道[6]。

對措施矩陣進行與或規則運算，結果為1說明需要采取該措施，結果為0說明不需要采取該措施。仍以措施3為例，根據表4條件之間關系可知，需要對上述措施矩陣進行或運算，結果為1，因此需要對網格采取措施3。

4 應用實例

對北京市某小區鋼質埋地燃氣管道進行風險評價并應用風險管控措施匹配模型，確定該小區需要進行哪幾種管控措施。將所研究的區域劃分為尺寸為300 m×300 m的若干網格，該小區涉及到7個網格(編號為1～7)，見圖5。小區區域內包含若干條燃氣管道。

首先，根據網格化風險結構模型中的指標，收集該小區的相關數據，進行各指標得分計算和各網格綜合風險值計算，構建網格評價矩陣，見表7。根據表7計算得到網格權重，見表8。依據多網格綜合風險值計算公式計算得出多網格綜合風險值，計算得出多網格的二級指標得分，進而構建出小區評價矩陣，見表9。

根據表4將小區評價矩陣轉化為0、1評價矩陣，見表10。

根據表4的匹配規則構建措施矩陣并進行規則運算，獲得小區的措施匹配結果，見表11。表中0為不實施，1為實施。

實地調研得知，該小區建設于1980年左右，屬于老舊小區，房屋設施陳舊，樓體質量較差。小區內的燃氣管道存在老化失修、防腐層破損等問題，而且人口密度大，如果出現燃氣安全事故將會造成非常嚴重的后果。根據風險評價結果，該小區為三級風險等級，屬于顯著危險，需要整改。風險評價結果與小區實際情況基本相符，證明了所構建模型的有效性。

5 結論

① 構建城鎮燃氣管網的網格化風險評價模型，該模型可依據管網及外部環境的真實數據對網格內燃氣管網的綜合風險進行評價，并提出多網格綜合風險值計算方法，可對規則或不規則的各種區域進行風險評價。

② 應用專家系統，基于產生式規則構建風險管控措施匹配模型，該模型可結合風險評價結果，針對區域內燃氣管網的風險特點給出相應的解決方案。

③ 對構建的網格化風險評價模型進行實例應用，對某小區進行風險評價，評價結果為三級風險等級，與該小區的實際情況相符。使用風險管控措施匹配模型，針對該小區的風險特點給出管控措施。

[1] 蔣科峰. 城市中低壓燃氣管道的肯特風險評價法[J]. 煤氣與熱力,2018(9)：B38-B41.

[2] 張宏偉,胡兆科,王飛,等. 半定量法在城鎮燃氣管道風險評價的應用[J]. 煤氣與熱力,2015(4)：B38-B43.

[3] 陳楊,王為民,陳偉聰,等. 模糊評判法在埋地管道第三方破壞評價中的應用[J]. 北京石油化工學院學報,2011(1)：38-41.

[4] 董紅軍. 長輸管道網格化管理實現基礎與實施設想[J]. 油氣儲運,2020(6)：601-611.

[5] 岳清政,劉源. 油氣集輸管道網格化精細化管理策略[J]. 石油石化物資采購,2019(2)：109-110.

[6] 于燕平,馬彬. 燃氣設施安全風險源辨識和評估方法研究[J]. 城市燃氣,2020(1)：21-25.