CN111915131A - 燃气管道保护方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种燃气管道保护方法、装置、电子设备和存储介质，其中方法包括：确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；基于第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定待评估燃气管道的初始风险评估结果；确定待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；基于社会影响评估结果和应急能力评估结果，对待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。本发明实施例提供的方法、装置、电子设备和存储介质，所得到的燃气管道第三方破坏风险评估结果准确率高，能够为城市燃气管道安全运行提供有效的保障。
Description
技术领域
本发明涉及燃气管道风险管理技术领域，具体涉及一种燃气管道保护方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
随着建筑施工、土地开发等建设活动的频繁增加，燃气管道的安全运行受到了第三方破坏的严重威胁。燃气管道第三方破坏不确定性因素多，影响范围广，一旦发生安全事故会造成巨大的经济损失和不良社会影响。
现有技术中通常是对燃气管道第三方破坏风险进行评估，并根据评估结果对燃气管道的保护。由于现有的评估方法仅仅从第三方施工活动对燃气管道的影响因素出发，考虑因素较为单一，对燃气管道第三方破坏风险的评估结果准确率低，不能为城市燃气管道安全运行提供有效的保障。
发明内容
本发明实施例提供一种燃气管道保护方法、装置、电子设备和存储介质，用以解决现有的燃气管道第三方破坏风险评估方法考虑因素单一，评估结果准确率低的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种燃气管道保护方法，包括：
确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；
基于所述第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定所述待评估燃气管道的初始风险评估结果；
确定所述待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；
基于所述社会影响评估结果和应急能力评估结果，对所述待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到所述待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
可选地，所述第三方破坏可能性评估结果是基于如下方法确定的：
基于所述待评估燃气管道的管道基础信息、第三方施工活动信息和线路巡视信息中的至少一种，确定所述待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果。
可选地，所述管道失效后果评估结果是基于如下方法确定的：
基于所述待评估燃气管道的施工场景，以及所述施工场景对应的致灾后果，确定所述待评估燃气管道的管道失效后果评估结果。
可选地，所述施工场景包括地表施工、地下施工、钻探施工、开挖施工和无施工活动中的至少一种。
可选地，所述致灾后果包括燃气泄漏后果、喷射火后果、火球伤害后果、蒸气云爆炸后果和受限空间爆炸后果中的至少一种。
可选地，所述应急能力评估结果是基于如下方法确定的：
基于所述待评估燃气管道对应的工程抢修能力、消防应急能力和医疗应急能力中的至少一种，确定所述待评估燃气管道的应急能力评估结果。
可选地，所述得到所述待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护，包括：
基于所述待评估燃气管道的最终风险评估结果，确定所述待评估燃气管道所处的评估区域的风险评估基准；
基于所述待评估燃气管道的最终风险评估结果，以及所述评估区域的风险评估基准，确定所述待评估燃气管道的风险等级并进行燃气管道保护。
第二方面，本发明实施例提供一种燃气管道保护装置，包括：
可能性与失效后果确定单元，用于确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；
初始风险评估单元，用于基于所述第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定所述待评估燃气管道的初始风险评估结果；
社会影响与应急能力确定单元，用于确定所述待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；
最终风险评估与保护单元，用于基于所述社会影响评估结果和应急能力评估结果，对所述待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到所述待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的燃气管道保护方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的燃气管道保护方法的步骤。
本发明实施例提供燃气管道保护方法、装置、电子设备和存储介质，根据待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定初始风险评估结果，利用社会影响评估结果和应急能力评估结果对初始风险结果进行修正，得到最终风险评估结果并进行燃气管道保护，该方法考虑了第三方施工破坏可能引发的管道失效后果，还考虑了社会影响因素和应急能力因素对风险评估结果的影响，所得到的燃气管道第三方破坏风险评估结果准确率高，能够为城市燃气管道安全运行提供有效的保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的燃气管道保护方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的燃气管道第三方破坏风险评估示意图；
图3为本发明实施例提供的燃气管道保护装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的燃气管道保护方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
步骤110，确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；
具体地，待评估燃气管道为城市燃气管网中的一段或多段管道，用于输送易燃易爆的带压燃气。燃气管道一般深埋于城市地面之下。第三方破坏为在燃气管道所处的评估区域内进行的施工建设活动给燃气管道造成的破坏，施工建设活动包括建筑施工、土地开发等。燃气管道受到第三方破坏后，表现为燃气管道失效，即燃气管道发生破裂，造成燃气泄漏，从而引发安全事故。
第三方破坏可能性评估结果为燃气管道所处的评估区域内第三方破坏可能造成燃气管道失效的概率值。管道失效后果评估结果为对燃气管道失效给所处的评估区域的人和建筑造成的破坏性后果进行量化评估后得到的数值。
需要说明的是，本发明实施例中的概率值为概率表征值，其数值可以大于1。
实际工程应用中，评估区域可以根据行政区域进行划分，也可以根据地理区域进行划分，本发明实施例对此不作具体限定。
步骤120，基于第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定待评估燃气管道的初始风险评估结果；
具体地，可以结合第三方破坏可能性评估结果P和管道失效后果评估结果C，确定初始风险评估结果，例如将两者的乘积作为待评估燃气管道的初始风险评估结果R0，用公式表示为：
R0＝PC
步骤130，确定待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；
具体地，燃气管道第三方破坏风险不仅和第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果相关，还跟社会影响评估结果和应急能力评估结果相关。
燃气管道所在的评估区域内若包含商业区、居民区和医院等人群集聚地，则燃气管道失效的后果将造成极大的损失和社会影响，其对应的第三方破坏风险应该被适当高估。
社会影响评估结果为燃气管道失效给所处的评估区域内敏感地点的敏感人群带来的心理恐慌程度的量化评估值。
例如，对某评估区域内敏感地点的敏感人群对燃气管道失效的心理恐慌程度进行量化评估后，得到社会影响评估结果，如表1所示：
表1社会影响评估结果表
燃气管道所在的评估区域内若包含燃气抢修所和应急救援单位等，则燃气管道一旦失效，其后果将能够被相应区域内的燃气抢修所和应急救援单位等控制，因此可以对该燃气管道对应的第三方破坏风险进行合理地调整。
应急能力评估结果为燃气管道所处的评估区域针对失效后的燃气管道的应急救灾能力的量化评估值。
步骤140，基于社会影响评估结果和应急能力评估结果，对待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
具体地，可以根据社会影响评估结果和应急能力评估结果，对待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到待评估燃气管道的最终风险评估结果。
例如，将社会影响评估结果α作为正相关修正因子，将应急能力评估结果β作为负相关修正因子，将第三方破坏可能性评估结果P和管道失效后果评估结果C的乘积作为待评估燃气管道的初始风险结果R0，则待评估燃气管道的最终风险评估结果R用公式表示为：
可以对评估区域内每一燃气管道进行第三方破坏风险评估，根据每一燃气管道的最终风险评估结果，确定所要保护的燃气管道。
本发明实施例提供燃气管道保护方法，根据待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定初始风险评估结果，利用社会影响评估结果和应急能力评估结果对初始风险结果进行修正，得到最终风险评估结果并进行燃气管道保护，该方法考虑了第三方施工破坏可能引发的管道失效后果，还考虑了社会影响因素和应急能力因素对风险评估结果的影响，所得到的燃气管道第三方破坏风险评估结果准确率高，能够为城市燃气管道安全运行提供有效的保障。
基于上述实施例，第三方破坏可能性评估结果是基于如下方法确定的：
基于待评估燃气管道的管道基础信息、第三方施工活动信息和线路巡视信息中的至少一种，确定待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果。
具体地，在评估燃气管道的第三方破坏可能性时，可以从直接影响第三方施工活动的因素出发，例如从管道基础信息管理、第三方施工管理和线路巡视管理中的至少一个方面对第三方破坏可能性进行梳理。
例如，待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果P可以根据基于管道基础信息的管道泄漏概率PS、基于第三方施工活动信息的管道泄漏概率PH和基于线路巡视信息的管道泄漏概率PM得到，可以用公式表示为：
P＝WSPS+WHPH+WMPM
式中，WS、WH和WM分别为基于管道基础信息的管道泄漏概率PS、基于第三方施工活动信息的管道泄漏概率PH和基于线路巡视信息的管道泄漏概率PM对应的权重系数，优选地，WS＝0.205，WH＝0.418，WM＝0.377。
可以对燃气管道在管道水平方向和管道垂直方向上分别划分保护范围。本发明实施例对于待评估燃气管道的保护范围划分不作具体限定。
管道基础信息包括管道直径、壁厚和覆盖层深度等。
可以分别获取管道直径d、管道壁厚w、覆盖层深度h对应的第三方破坏基础概率Pd、Pw和Ph。例如，利用欧洲天然气管道事故数据小组(EGIG)数据库构建基于管道信息的燃气管道定量指标体系，基于EGIG数据库，通过曲线拟合，得到第三方破坏基础概率计算表，如表2所示：
表2第三方破坏基础概率计算表
表中，R2为对应拟合曲线的决定系数。
根据第三方破坏基础概率Pd、Pw和Ph中的至少一种，可以确定基于管道信息的第三方破坏泄漏概率表征值PG。
此外，燃气管道失效与管道材质和历史维修记录也有很大的关系。可以利用管道材质修正因子μ1和历史维修记录修正因子μ2对第三方破坏泄漏概率表征值PG进行修正。
例如，管道材质修正因子μ1和历史维修记录修正因子μ2的取值可以参考根据实际工程数据统计分析后得到的修正因子计算表，如表3所示：
表3修正因子计算表
基于管道信息的第三方破坏泄漏概率表征值PG可以用公式表示为：
PG＝(Pd+Ph+Pw)μ1μ2
为消除定量指标之间的数量级差异，将PG归一为[1，10]。通过插值法获取基于管道基础信息的管道泄漏概率PS，用公式表示为：
式中，min(PG)为评估区域内燃气管道对应的基于管道信息的第三方破坏泄漏概率表征值最小值，max(PG)为评估区域内燃气管道对应的基于管道信息的第三方破坏泄漏概率表征值最大值。
管道周边基础设施、建筑物、人口密度和施工场所等的存在势必增加管道被破坏的概率，因此，基于第三方施工活动信息的管道泄漏概率PH可以根据管道周边基础环境信息PH1和施工场所信息PH2得到，用公式表示为：
PH＝WH1PH1+WH2PH2
式中，WH1和WH2分别为管道周边基础环境信息PH1和施工场所信息PH2对应的权重系数，优选地，WH1＝0.285，WH2＝0.715。
对于管道周边基础环境信息PH1，可以根据管道周边的每一基础环境信息类型Pi和每一基础环境信息类型对应的权重ωi得到，用公式表示为：
式中，管道周边的基础环境信息类型Pi共10项，包括建筑物、构筑物、占压物、碾压、深根植物、铁路、地铁、公路、管道数量和人员密度。
例如，基础环境信息类型(除人员密度外)权重与对应得分的关系可以根据表4确定：
表4基础环境信息类型权重与对应得分
人员密度P10的对应权重ω10为0.05，对于人员密度P10(人/m2)，优选地，可以采用实时人口密度。此外，人员密度P10也可以通过人口密度分值取值，如表5所示：
表5人口密度分值取值表
对于施工场所信息PH2，可以通过施工活动可能性评估信息PH21，施工管理信息PH22和PH23得到，用公式表示为：
PH2＝WH21PH21+WH22PH22+WH23PH23
式中，WH21、WH22和WH23分别为施工活动可能性评估信息PH21，施工管理信息PH22和施工影响范围信息PH23对应的权重系数，优选地，WH21＝0.273，WH22＝0.305，WH23＝0.422。
施工活动可能性评估信息PH21可以根据施工作业时间对施工活跃度影响程度取值，可以根据气象灾害预警信号对施工活跃度影响程度取值，也可以根据极端天气对施工活跃度影响程度取值，本发明实施例对此不做具体限定。
例如，施工活动可能性评估信息PH21根据施工作业时间对施工活跃度影响程度取值，如表6所示：
表6施工作业时间对施工活跃度影响程度
例如，施工活动可能性评估信息PH21根据气象灾害预警信号对施工活跃度影响程度取值，如表7所示：
表7气象灾害预警信号对施工活跃度影响程度
例如，施工活动可能性评估信息PH21根据根据极端大气对施工活跃度影响程度取值，如表8所示：
表8极端天气下破坏可能性进行等级划分
施工管理信息PH22可以根据施工管理中各个管理要素得分及其对应的权重系数进行取值。其中，各个管理要素包括管道方位埋深信息掌握情况、应急措施、正规单位许可情况、施工单位资质、施工人员素质、签订保护协议、施工单位违章记录、施工保护措施、燃气保护安全交底书、现场是否有安全员或监理和施工机械吨位等。
例如，施工管理信息PH22可以根据施工管理分级表进行取值，如表9所示：
表9施工管理分级
施工影响范围信息PH23，可以根据不同施工类型的影响进行量化评估后取值。
例如，施工影响范围信息PH23可以根据不同施工类型影响评分表进行取值，如表10所示：
表10施工影响评分标准
根据不同位置管道最小埋深进行修正。假设管道实际埋深为dreal，最小安全埋深为dsafe，假设预计开挖深度、地下施工点距地表距离、预计钻探深度均为dc，修正因子为θ。
对于地表施工，修正因子θ取值为[1，1.2]，若dreal＞dsafe，修正因子为1，dreal≤dsafe，
dreal≥0。
对于后三种情况，如果dc＞dreal，修正因子θ取值为[1，1.2]，如果dc≤dreal，
上表中，如果存在多种施工类型，施工影响等级F的计算公式为：
式中，Fi为施工类型，n＝1，2，3，4。
基于线路巡视信息的管道泄漏概率PM，可以根据对燃气管道定期巡检的巡线频率(日/次)、管道标识完好率、重点部位安全保护措施完善程度、重点部位巡线检查交底记录完整程度、重点部位警示标识清晰程度、宣传保护程度和巡线人员负责程度中的至少一种进行量化评估后确定。
例如，基于线路巡视信息的管道泄漏概率PM可以根据表11进行取值：
表11线路巡视评估依据
基于上述任一实施例，管道失效后果评估结果是基于如下方法确定的：
基于待评估燃气管道的施工场景，以及施工场景对应的致灾后果，确定待评估燃气管道的管道失效后果评估结果。
具体地，待评估燃气管道的施工场景为待评估燃气管道对应的第三方活动的施工类型。致灾后果为待评估燃气管道被第三方破坏后造成的安全事故类型。不同的施工场景对应的待评估燃气管道的致灾后果是不同的。
基于上述任一实施例，施工场景包括地表施工、地下施工、钻探施工、开挖施工和无施工活动中的至少一种。
具体地，不同施工场景对燃气管道的影响方式有所不同。按照空间位置进行分类，施工场景包括地表施工、地下施工、钻探施工、开挖施工和无施工活动。地表施工对燃气管道的影响是指道路铺设、建筑施工引发地面振动和地面不均匀沉降，开挖施工对燃气管道的影响是指机械开挖或人工开挖造成的管道撞击、管道贯穿等；钻探施工对燃气管道的影响是钻探设备对燃气管道造成的管道损坏；地下施工对燃气管道的影响是地铁施工引发的振动、物理撞击等。
基于上述任一实施例，致灾后果包括燃气泄漏后果、喷射火后果、火球伤害后果、蒸气云爆炸后果和受限空间爆炸后果中的至少一种。
具体地，第三方破坏导致燃气破坏的致灾后果包括燃气泄漏后果、喷射火后果、火球伤害后果、蒸气云爆炸后果和受限空间爆炸后果。
不同施工场景对燃气管道的影响方式有所不同，由此造成不同的致灾后果。例如，地面施工可能引发燃气管道发生不均匀位移导致管道破裂，进而引发燃气泄漏，泄漏的燃气可经土壤扩散至受限空间内遇点火源，最终引发爆炸。
不同的施工场景对应的待评估燃气管道的致灾后果，不同致灾后果对应不同的发生概率。例如，根据对某评估区域不同的施工场景对应的待评估燃气管道的致灾后果进行统计后，得到致灾因子发生概率表，如表12所示：
表12致灾因子发生概率
如果出现多种场景，以施工评级最高的施工类型的后果出现概率计算。
燃气泄漏后果包括人员疏散后果C1和停气后果C2。
人员疏散后果C1为燃气泄漏后将进行疏散的人口数量。
可以根据燃气泄漏致灾范围A和致灾范围内人口密度pb确定的，用公式表示为：
C1＝Apb
燃气泄漏致灾范围A是可以根据燃气爆炸极限浓度确定。例如，将0.6LEL(能够引起爆炸的可燃气体的最低含量，Low Explosion Level)作为燃气爆炸极限浓度阈值，运用拉格朗日烟团模型或者高斯烟团模型反算得到致灾范围燃气泄漏致灾范围A。
致灾范围内人口密度pb可以根据实际情况进行确定，也可以根据燃气管道所处的区域内预设的致灾范围内人口密度分值取值表确定。例如，某区域内致灾范围内人口密度分值取值，如表13所示：
表13致灾范围内人口密度分值取值表
| 土地用途 | 取值 |
| 高层建筑 | 10 |
| 重大赛事活动 | 10 |
| 商业区 | 10 |
| 城市居民区 | 8.75 |
| 城市郊区 | 7.5 |
| 工业区 | 6.25 |
| 半农村 | 5 |
| 农村 | 2.5 |
| 偏远地区 | 1.25 |
第三方破坏导致的燃气管道泄漏，影响下游用户，同时与之并联的用户也会因为供气不足在使用上受到影响。燃气泄漏后果除了包括人员疏散后果C1，还包括停气后果C2。
为了用统一的标准来衡量燃气事故后果的严重程度，可以将燃气管道停气后影响的用户折合为受伤人数，用停气后果C2表示。停气后果C2可以根据停气受伤人数LS确定，用公式表示为：
其中，受伤人数LS可以根据停气后受影响的居民户数Lint24确定。将燃气管道停气后影响的居民户数Lint24折合为受伤人数LS，可以根据实际情况确定。
例如，某区域内根据历史统计数据确定受伤人数LS与停气后受影响的居民户数Lint24之间的折合关系为：
若Lint24≤5000，则LS＝0；
若5000≤Lint24＜10000，则
若10000≤Lint24＜30000，则
若30000≤Lint24＜50000，则
若50000≤Lint24，则LS＝100。
对于停气后受影响的居民户数Lint24，可以根据公开的爆管分析模型确定，也可以根据燃气公司的统计数据获取，本发明实施例对此不作具体限定。
喷射火后果C3，是根据喷射火对人员的伤害后果C31、喷射火对危险源的伤害后果C32和喷射火对建筑设施的伤害后果C33确定的，可以用公式表示为：
C3＝W31C31+W32C32+W32C33
式中，W31、W32和W33分别为喷射火对人员的伤害后果C31、喷射火对危险源的伤害后果C32和喷射火对建筑设施的伤害后果C33对应的权重系数，优选地，W31＝0.5，W32＝0.35，W33＝0.15。
热辐射损伤范围与燃气泄漏量、大气稳定度、风速、风向等因素有关。可以采用固态火焰热辐射模型。承灾载体类型主要包括生命类和物质类承灾体两种，其中，生命类主要考虑对人员的伤害，物质类主要考虑重要建筑设施和危险源，重要建筑设施主要有金属材质，木材，塑料，混凝土等构成，以钢材机械强度损伤(钢材20min时强度明显下降，15.90kW/m2)代表建筑和设施损毁，危险源包括加气站、加油站、危险化学品生产企业、污染源、烟花爆竹经营单位、贮罐区等。以储罐的机械强度损伤的最低阈值10kW/m2为危险源的损伤阈值。人员伤害以20s以上引起疼痛，可能烧伤，0％致死为损伤阈值，如表14所示：
表14热辐射对承载体损伤阈值
根据固态火焰热辐射模型可获得喷射火人员损伤半径Rpr，危险源损伤半径Rpw和建筑设施损伤半径Rpb，分别对应的致灾范围为Apr、Apw和Apb，用公式表示为：
Apr＝2Rpr l+πRpr 2
Apw＝2Rpw l+πRpw 2
Apb＝2Rpb l+πRpb 2
式中，l为燃气管道长度。
喷射火对人员的伤害后果C31可以根据喷射火人员损伤致灾范围Apr和致灾范围内人口密度pb确定，用公式表示为：
C31＝Aprpb
喷射火对危险源的伤害后果C32可以根据喷射火危险源损伤致灾范围Apw和地上危险源密度评估分值ρw确定，用公式表示为：
C32＝Apwρw
式中，地上危险源密度评估分值ρw可以根据实际情况进行确定，也可以根据地上危险源密度分级标准表确定。例如，某评估区域地上危险源密度分级标准表如表15所示：
表15地上危险源密度分级标准表
表中，地上危险源密度ρH是根据如下公式确定的：
式中，NH为待评估燃气管道影响范围(Apw)内危险源数量，包括加气站、加油站、危险化学品生产企业、污染源、烟花爆竹经营单位、贮罐区等。l为燃气管道长度。
喷射火对建筑设施的伤害后果C33可以根据喷射火建筑设施损伤致灾范围Apb和重要设施受影响密度评估分值ρJ确定，用公式表示为：
C33＝ApbρJ
式中，重要设施受影响密度评估分值ρJ可以根据实际情况进行确定，也可以根据重要设施受影响密度分级标准表确定。例如，某区域重要设施受影响密度分级标准表如表16所示：
表16重要设施受影响密度分级标准表
表中，重要设施受影响密度ρE是根据如下公式确定的：
式中，NE为待评估燃气管道影响范围(Apb)内受影响重要设施数量，包括银行、商业区、火车站、汽车站、集市、重要用气单位等。l为燃气管道长度。
燃气在泄漏后如果在尚未与空气充分混合即被点燃，属于扩散性的燃烧，即形成球形或半球形的火体，称为火球。火球能够产生强烈的热辐射，对管道周围人员和财产构成伤害。火球燃烧可以认为是瞬态燃烧，因此采用热剂量准则。对处于火球内部的目标，显然将被热辐射毁伤，而对于火球以外的目标，其毁伤程度可以根据目标所接受的热毁伤阈值来判定，同样根据给定的阈值即可求出毁伤半径。
距离火球中心某距离处的目标受到的入射热辐射剂量为：
式中，q为入射热辐射剂量，单位为kJ/m2；Tc为热传导系数，取1.0；r2为目标距离火球中心的距离，单位为m；Qt为火球的总辐射量，单位为kJ。
可以用参与燃烧的泄漏燃气(质量为90％的泄漏量)燃烧释放的所有热量表示，即Qt＝0.9×Q×t×Hc，t为泄漏时间，单位为s；Q为气体释放率，单位为kg/s；Hc为燃气的燃烧热值，当燃气为天然气时，Hc＝5.56*10^7J/kg。
不同热剂量对应的伤害半径，如表17所示：
表17火球人员伤亡半径
火球损伤范围Abr为：
化简得到：
式中，Q为燃气气体释放率，kg/s；l为燃气管道长度。
火球伤害后果C4可以根据火球损伤范围Abr和致灾范围内人口密度ρb确定，用公式表示为：
C4＝Abrρb
蒸气云爆炸(Vapor Cloud Explosion，VCE)是由于气体或易于挥发的液体燃料的大量快速泄漏，与周围空气混合形成覆盖范围很大的“预混云”，在某一有限空间遇点火源而导致的爆炸。导致蒸气云爆炸必须具备可燃气体泄漏并与周围空气预混、延迟点火、有限空间等条件。
蒸气云的爆炸能量可以用TNT当量来表示，用公式表示为：
式中，mf为蒸气云中燃料的总质量，单位为kg；mf＝Q×t，Q为气体释放率，单位为kg/s；t为泄漏时间，单位为s；ATNT为蒸气云的TNT当量系数，一般ATNT＝10％；QTNT为TNT的爆热，取QTNT＝4520kJ/kg；Hc为燃气的燃烧热值，当燃气为天然气时，Hc＝5.56*10^7J/kg，mTNT为与蒸气云中燃料爆炸能量相当的TNT标准爆源的质量。
对于质量为mTNT的TNT标准爆源，在地面发生爆炸时，爆炸场冲击波超压描述如下：
式中，Rv为爆炸场某点至爆源的距离，单位为m；ΔP为爆炸波的入射超压，单位为Pa。
爆炸超压对人和建筑的伤害阈值不同，分别选取0.02MPa和0.01MPa作为人员和建筑的超压损伤阈值，分别将阈值带上式得到蒸气云爆炸损伤半径计算表，如表18所示：
表18蒸气云爆炸损伤半径计算表
上表中，Rfr为蒸气云爆炸人员损失半径，Rfb为蒸气云爆炸人员损失半径，Q为气体释放率。
蒸气云爆炸超压对人员和建筑设施的损伤范围分别为Afr和Afb，计算公式为：
化简得到：
化简得到：
上式中，l为燃气管道长度；Q为气体释放率。
蒸气云爆炸后果C5可以用公式表示为：
C5＝W51Afrρb+Afb(W53ρJ+W52ρw)
式中，ρb为致灾范围内人口密度；ρJ为重要设施受影响密度评估分值；ρw为地上危险源密度评估分值；W51、W52和W53分别为ρb、ρw和ρJ对应的权重系数，优选地，W51＝0.5，W52＝0.35，W53＝0.15。
受限空间爆炸伤害范围包括爆炸超压(对人的伤害取0.02MPa)对人的损伤范围Rcr、爆炸超压(对建筑的伤害取0.01MPa)对建筑的损伤范围Rcb、振动(以一般民用建筑的安全振动阈值进行计算)对建筑的损伤范围Rs和破片对人和地上危险源的损伤范围Rf。其对应的损伤半径分别为
(仅考虑对人的伤害)，其中，S0为暗渠的截面积，单位为m2；S1为暗渠上方覆盖物截面积，单位为m2。
超压对人的损伤面积Acr为：
Acr＝2lRcr+πRcr 2
超压对人的损伤后果C61为：
C61＝Acrρb
超压对建筑物的损伤面积Acb为：
Acb＝2lRcb+πRcb 2
超压对建筑物的损伤后果C62为：
C62＝Acb(0.3ρJ+0.7ρw)
振动对建筑设施及管道的损伤面积As为：
As＝2lRs+πRs 2
振动对建筑设施及管道的损伤后果C63为：
C63＝As(0.15ρJ+0.35ρw+0.5ρpipe)
破片对人和地上危险源的损伤面积Af为：
Af＝2lRf+πRf 2
破片对人和地上危险源的损伤后果C64为：
C64＝Af(0.3ρb+0.7ρw)
上式中，l为燃气管道长度；ρb为致灾范围内人口密度；ρJ为重要设施受影响密度评估分值；ρw为地上危险源密度评估分值；ρpipe为在损伤面积内埋地管道数量等级评估分值。例如，ρpipe可以根据管道评分标准进行取值，如表19所示：
表19管道评分标准
受限空间爆炸后果C6可以用公式表示为：
C6＝W61C61+W62C62+W63C63+W64C64
式中，W61、W62、W63和W64分别为C61、C62、C63和C64对应的权重系数，优选地，W61＝0.3，W62＝0.25，W63＝0.15，W64＝0.3。
基于上述任一实施例，应急能力评估结果是基于如下方法确定的：
基于待评估燃气管道对应的工程抢修能力、消防应急能力和医疗应急能力中的至少一种，确定待评估燃气管道的应急能力评估结果。
具体地，在假定应急救援力量相对充沛且应急制度完善、应急人员素质较强的情况下，应急能力可由应急救援车辆到达现场时间与事故恢复能力表征。
应急处置单位包括燃气抢修所、应急救援单位、二级及以上医疗机构。在此以待评估燃气管道距最近燃气抢修所、应急救援单位、二级及以上医疗机构的距离来表征工程抢险队伍(β1)、消防(β2)以及医疗(β3)等应急反应能力，其计算方式为：
式中，di为应急处置单位βi距待评估燃气管道中点的距离。
应急能力评估结果β由下式计算：
β＝β1v1+β2v2+β3v3
式中，v1、v2和v3分别为β1、β2和β3对应的权重系数，优选地，v1＝0.505，v2＝0.315，v3＝0.180。
基于上述任一实施例，步骤130包括：
基于待评估燃气管道的最终风险评估结果，确定待评估燃气管道所处的评估区域的风险评估基准；
基于待评估燃气管道的最终风险评估结果，以及评估区域的风险评估基准，确定待评估燃气管道的风险等级并进行燃气管道保护。
具体地，根据待评估燃气管道的施工场景，以及施工场景对应的致灾后果，确定待评估燃气管道的管道失效后果评估结果，进而得到待评估燃气管道的最终风险评估结果。
例如，图2为本发明实施例提供的燃气管道第三方破坏风险评估示意图，如图2所示，考虑不同的施工场景，以及施工场景对应的致灾后果，则待评估燃气管道的最终风险评估结果R可以用公式表示为：
式中，P为待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果；α为待评估燃气管道对应的社会影响评估结果；β为待评估燃气管道的应急能力评估结果；Ci为管道失效后果评估结果；i为致灾后果类型，i＝1，2，...，6；Wi为各种致灾后果出现的概率；k为评估区域内存在的施工场景；U为施工场景的集合，U＝{地表施工，地下施工，钻探施工，开挖施工，无施工活动}。
对于评估区域E内的燃气管道均进行第三方破坏风险评估，对得到的第三方破坏风险值进行求和，即可得到评估区域E内由第三方破坏导致燃气管道失效的总风险Rz，用公式表示为：
式中，Ri为评估区域E内的第i根燃气管道的最终风险评估结果。
在评估区域E内，将最终风险评估结果非零的燃气管道按照最终风险评估结果降序排列，选取序列中评估结果较大的前10％的燃气管道，将其中的最小值Rmax10％作为待评估燃气管道所处的评估区域的风险评估基准。
为消弱燃气管道最终风险评估结果明显偏高对评估区域内燃气管道整体评分的影响，可以将序列中评估结果较大的前10％的燃气管道的最终风险评估结果统一为风险评估基准，即Rmax10％。
根据待评估燃气管道的最终风险评估结果Ri，以及评估区域的风险评估基准Rmax10％，确定待评估燃气管道的风险展示值IRi，用公式表示为：
由上式可知，风险展示值IRi的最大值为95。
根据待评估燃气管道的风险展示值IRi，确定燃气管道的风险等级，如表20所示：
表20风险等级划分标准
| 风险等级 | IR<sub>i</sub> |
| 一级 | 80≤IR<sub>i</sub>＜100 |
| 二级 | 60≤IR<sub>i</sub>＜80 |
| 三级 | 40≤IR<sub>i</sub>＜60 |
| 四级 | 0≤IR<sub>i</sub>＜40 |
根据待评估燃气管道的风险等级，对风险等级较高的燃气管道进行重点防护。
基于上述任一实施例，图3为本发明实施例提供的燃气管道保护装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：
可能性与失效后果确定单元310，用于确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；
初始风险评估单元320，用于基于第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定待评估燃气管道的初始风险评估结果；
社会影响与应急能力确定单元330，用于确定待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；
最终风险评估与保护单元340，用于基于社会影响评估结果和应急能力评估结果，对待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
具体地，可能性与失效后果确定单元310用于确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，社会影响与应急能力确定单元330用于确定待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果。
第三方破坏可能性评估结果为燃气管道所处的评估区域内第三方破坏可能造成燃气管道失效的概率值。管道失效后果评估结果为对燃气管道失效给所处的评估区域的人和建筑造成的破坏性后果进行量化评估后得到的数值。社会影响评估结果为燃气管道失效是否容易给所处的评估区域内敏感地点的敏感人群带来的心理恐慌的量化评估值。应急能力评估结果为燃气管道所处的评估区域针对失效后的燃气管道的应急反应能力的量化评估值。
初始风险评估单元320用于基于第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定待评估燃气管道的初始风险评估结果。最终风险评估与保护单元340用于基于社会影响评估结果和应急能力评估结果，对待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
本发明实施例提供燃气管道保护装置，根据待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定初始风险评估结果，利用社会影响评估结果和应急能力评估结果对初始风险结果进行修正，得到最终风险评估结果并进行燃气管道保护，该装置考虑了第三方施工破坏可能引发的管道失效后果，还考虑了社会影响因素和应急能力因素对风险评估结果的影响，所得到的燃气管道第三方破坏风险评估结果准确率高，能够为城市燃气管道安全运行提供有效的保障。
基于上述任一实施例，第三方破坏可能性评估结果是基于如下方法确定的：
基于待评估燃气管道的管道基础信息、第三方施工活动信息和线路巡视信息中的至少一种，确定待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果。
基于上述任一实施例，管道失效后果评估结果是基于如下方法确定的：
基于待评估燃气管道的施工场景，以及施工场景对应的致灾后果，确定待评估燃气管道的管道失效后果评估结果。
基于上述任一实施例，施工场景包括地表施工、地下施工、钻探施工、开挖施工和无施工活动中的至少一种。
基于上述任一实施例，致灾后果包括燃气泄漏后果、喷射火后果、火球伤害后果、蒸气云爆炸后果和受限空间爆炸后果中的至少一种。
基于上述任一实施例，应急能力评估结果是基于如下方法确定的：
基于待评估燃气管道对应的工程抢修能力、消防应急能力和医疗应急能力中的至少一种，确定待评估燃气管道的应急能力评估结果。
基于上述任一实施例，最终风险评估与保护单元340包括：
最终风险评估子单元，用于基于待评估燃气管道的最终风险评估结果，确定待评估燃气管道所处的评估区域的风险评估基准；
保护子单元，用于基于待评估燃气管道的最终风险评估结果，以及评估区域的风险评估基准，确定待评估燃气管道的风险等级并进行燃气管道保护。
图4为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑命令，以执行如下方法：
确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；基于第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定待评估燃气管道的初始风险评估结果；确定待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；基于社会影响评估结果和应急能力评估结果，对待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
此外，上述的存储器430中的逻辑命令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：
确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；基于第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定待评估燃气管道的初始风险评估结果；确定待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；基于社会影响评估结果和应急能力评估结果，对待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种燃气管道保护方法，其特征在于，包括：
确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；
基于所述第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定所述待评估燃气管道的初始风险评估结果；
确定所述待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；
基于所述社会影响评估结果和应急能力评估结果，对所述待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到所述待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
2.根据权利要求1所述的燃气管道保护方法，其特征在于，所述第三方破坏可能性评估结果是基于如下方法确定的：
基于所述待评估燃气管道的管道基础信息、第三方施工活动信息和线路巡视信息中的至少一种，确定所述待评估燃气管道的第三方破坏可能性评估结果。
3.根据权利要求1所述的燃气管道保护方法，其特征在于，所述管道失效后果评估结果是基于如下方法确定的：
基于所述待评估燃气管道的施工场景，以及所述施工场景对应的致灾后果，确定所述待评估燃气管道的管道失效后果评估结果。
4.根据权利要求3所述的燃气管道保护方法，其特征在于，所述施工场景包括地表施工、地下施工、钻探施工、开挖施工和无施工活动中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的燃气管道保护方法，其特征在于，所述致灾后果包括燃气泄漏后果、喷射火后果、火球伤害后果、蒸气云爆炸后果和受限空间爆炸后果中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的燃气管道保护方法，其特征在于，所述应急能力评估结果是基于如下方法确定的：
基于所述待评估燃气管道对应的工程抢修能力、消防应急能力和医疗应急能力中的至少一种，确定所述待评估燃气管道的应急能力评估结果。
7.根据权利要求1所述的燃气管道保护方法，其特征在于，所述得到所述待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护，包括：
基于所述待评估燃气管道的最终风险评估结果，确定所述待评估燃气管道所处的评估区域的风险评估基准；
基于所述待评估燃气管道的最终风险评估结果，以及所述评估区域的风险评估基准，确定所述待评估燃气管道的风险等级并进行燃气管道保护。
8.一种燃气管道保护装置，其特征在于，包括：
可能性与失效后果确定单元，用于确定待评估燃气管道对应的第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果；
初始风险评估单元，用于基于所述第三方破坏可能性评估结果和管道失效后果评估结果，确定所述待评估燃气管道的初始风险评估结果；
社会影响与应急能力确定单元，用于确定所述待评估燃气管道对应的社会影响评估结果和应急能力评估结果；
最终风险评估与保护单元，用于基于所述社会影响评估结果和应急能力评估结果，对所述待评估燃气管道的初始风险结果进行修正，得到所述待评估燃气管道的最终风险评估结果并进行燃气管道保护。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的燃气管道保护方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的燃气管道保护方法的步骤。
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