CN115545952A - 一种基于风险要素的燃气管道风险评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于风险要素的燃气管道风险评估方法，属于燃气安全评估技术领域，方法步骤如下，S1底层评估要素模块构建：S2过程分析模块构建：S3风险评估模块：S4结果输出模块。本发明基于现行国家、行业、地方标准规范构建燃气管网标准规范知识库，通过对标准规范的提炼，以关键风险要素指标与标准规范的偏离程度评估为核心，以风险要素指标的“风险评估‑风险防控”动态闭环评估结构为基础，建立了燃气管道风险要素的评估体系，实现了可基于反馈数据的燃气管道风险动态化评估。
Description
技术领域
本发明涉及燃气安全评估技术领域，具体是一种基于风险要素的燃气管道风险评估方法。
背景技术
伴随全球燃气需求的快速增长，作为其主要运输载体的燃气管网迅速发展，成为关系国计民生的重要“城市生命线”。然而，在给城市生活带来便利的同时，这些输送易燃易爆物质的埋地压力管道也给公共安全带来了诸多隐患。依据近些年的全国燃气事故分析报告，燃气管网事故依旧呈现频发之势，且由于长期运行、腐蚀、环境变迁、系统扩容和城市建设等因素，我国城市地下燃气管网运行环境呈现日趋复杂、安全风险日益增大的特征，已成为威胁我国城市公共安全的一大隐患和制约燃气产业发展的瓶颈。因此，对燃气管网进行风险评估及隐患预先防控显得尤为重要。
公开号为CN112529265B发明专利公开了一种燃气管道综合风险、预测方法，该专利基于公共安全三角形理论，从突发事件危险性评估、承灾体评估、应急能力评估进行综合评估对燃气管道风险进行评估，此外，预测期内可预知的评估因子的变化实现了对区域燃气管段风险的预测，该方法主要基于统计数据及经验分析获取燃气管道可能性及后果的评估结果，评估结果是相对的且结果指向性不强，无法实现为燃气管道风险提供针对性改进措施。公开号为CN112712284A发明专利公开了一种基于AHP-熵权法的城市燃气管道风险评价系统及方法，该专利基于管道风险评价体系模块、风险评价准则模块、风险因素权重确定模块、风险评价模块构建了燃气管道风险评价系统，运用模糊综合评价法评估了燃气管道的风险等级，该方法实现了对燃气管道的系统性评价，但是计算方法依旧是经验性的，且未形成管道风险评估与风险防控之间的闭环管理。
发明内容
对于现有的燃气管道风险评估存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于风险要素的燃气管道风险评估方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于风险要素的燃气管道风险评估方法，方法步骤如下，
S1、底层评估要素模块构建：
1)对现行燃气行业标准规范进行调研，形成燃气管网标准规范知识库；
2)基于1)中标准规范知识库进行进行燃气管网风险要素指标的提取；
3)根据2)中风险要素指标的提取，基于标准规范知识库，通过分析不同风险要素控制措施的共性特点，进行燃气管道风险要素防控措施指标提取；
4)基于2)和3)对风险要素闭环评估规则进行构建；
S2、过程分析模块构建：
1)根据步骤S1中底层风险要素评估模块的构建，结合数学分析方法如层次分析、事故树理论，基于风险要素相关性分析逐级向上归类划分，构建不同损伤类型、致灾后果评估因素下的风险要素集合，最终形成泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度分析指标；
2)根据不同维度分析指标，基于风险要素集合类型和相互关系，通过数学算法如取最值、加权的方式构建泄漏可能性维度评估模块、后果严重度维度评估模块、风险管理维度评估模块；
3)根据多维度评估模块通过风险矩阵、数学算法的方式进行燃气管道风险评估，构建燃气管道风险评估体系；
S3、风险评估模块：
1)根据步骤S2中燃气管道风险评估体系，进行燃气管道可反馈的、动态的风险评估；所谓可反馈的、动态的风险评估具体指：评估体系可基于外部的反馈进行燃气管道风险的自动更新评估，即当初次风险评估后，若针对评估出的风险要素进行针对性防治之后，评估体系可依据反馈数据进行全流程自动化的更新，获取采取措施后的燃气管道风险；
S4、结果输出模块：
1)根据燃气管道风险评估输出燃气管道风险等级、燃气管道风险要素和管道风险控制措施的结果；
燃气管道风险等级基于对燃气管道泄漏可能性、燃气管道泄漏后果严重度、风险管理三个维度评估结果的可接受程度分析，基于风险矩阵等方式获取燃气管道的风险；
燃气管道风险要素基于燃气管道数据，经评估后不满足现行标准、规范的风险要素会随着燃气管道风险等级一并输出，作为燃气管道风险可视化展示的基本内容；
管道风险控制措施针对燃气管道所具备的风险要素，一并输出对应的本质防治措施及外防治措施，作为燃气管道风险管控的重要构成部分。
进一步：所述的的步骤S1中风险要素的指标要求包括管道基础数据指标、管道穿越指标、违章圈占压指标、安全间距指标、腐蚀老化指标、第三方施工指标、地质灾害指标、泄漏积聚指标、后果影响指标、应急救援指标、企业管理指标、环境条件指标、风险控制指标。
进一步：所述的管道基础数据指标包括管道埋深、管道服役年限、管道节点数量、燃气管道直径、燃气管道压力、管道基础数据完整性；管道穿越指标包括燃气管道穿越铁路线路、燃气管道穿越公路线路、燃气管道穿越市政道路、燃气管道穿越电车轨道线路、燃气管道穿越地铁线路、燃气管道穿越河流、燃气管道穿越桥梁、燃气管道穿越箱涵空间、燃气管道穿越城市交通隧道空间、燃气管道穿越城市轨道交通隧道空间、燃气管道穿越地下人行通道空间、燃气管道穿越其他地下建(构)筑物空间、燃气管道穿越河道密闭空间、燃气管道穿越排水管渠、燃气管道穿越电缆沟、燃气管道穿越通讯管沟、燃气管道穿越热力管沟、燃气管道穿越供水管渠。
进一步：所述的违章圈占压指标包括圈占压状态；所述的安全间距指标包括燃气管道与箱涵间距、燃气管道与城市交通隧道间距、燃气管道与城市轨道交通隧道间距、燃气管道与地下人行通道间距、燃气管道与相邻河道密闭空间间距、燃气管道与其他地下建(构)筑物间距、燃气管线与排水管渠间距、燃气管道与电力管线(沟)间距、燃气管道与通信管线(沟)间距、燃气管道与热力管线间距、燃气管道与热力管沟间距、燃气管道与供水管渠间距、燃气管道与铁路间距、燃气管道与公路间距、燃气管线与市政道路间距、燃气管道与电车轨道间距、燃气管道与地铁轨道间距。
进一步：所述的腐蚀老化指标包括防腐层类型、防腐层检测频率、防腐层厚度检测、杂散电流干扰、同时期管道腐蚀维修频繁度、管道区域腐蚀维修频繁度；所述的第三方施工指标包括施工作业距离、施工技术交底、是否制定实施燃气保护方案、施工活动是否有燃气公司监管、管道警示标识是否缺失、大建设计划、周边施工建设密度、周边是否存在零星施工、地面人员活跃度、管道年施工破坏频次；所述的地质灾害指标包括燃气管线距离地质灾害点距离、地质灾害稳定性、是否存在地质灾害区域监测。
进一步：所述的泄漏积聚指标包括燃气管道所穿越排水管渠当量直径、燃气管道所穿越电缆沟当量直径、燃气管道所穿越通讯管沟当量直径、燃气管道所穿越热力管沟当量直径、燃气管道所穿越供水管渠当量直径、燃气管线相邻排水管渠当量直径、燃气管道相邻电力管线(沟)当量直径、燃气管道相邻通信管线(沟)当量直径、燃气管道相邻热力管沟当量直径、燃气管道相邻供水管渠当量直。
进一步：所述的后果影响指标包括燃气管道周边人口密度、燃气管道周边是否存在集市、燃气管道周边是否存在交通枢纽、燃气管道周边防护目标区域密度、燃气管道周边是否加油(气)站、燃气管道周边危险源区域密度、待评估对象周边高社会影响建筑、待评估对象周边社会敏感区域。
进一步：所述的应急救援指标包括燃气抢修单位与待评估燃气管线的距离、消防应急单位与待评估燃气管线的距离、医疗机构与待评估燃气管线的距离；所述的企业管理指标包括企业性质、企业规模、经营年限、信息化水平、企业安全认证情况、企业安全水平专家打分、人员伤亡突发事件次数；所述的环境条件指标包括汛期(气象)预警、天气条件、社会敏感时期；所述的风险控制指标包括巡检、管道泄漏监测。
与现有技术相比；本发明的有益效果是：
(1)本发明基于对现行燃气行业标准、规范的调研，获取了燃气管道风险相关的关键风险要素指标，并以燃气管道指标数据合规性评估为核心，结合防治措施构建了燃气管道风险要素的评估规则，算法有理有据，合规性强；
(2)本发明通过风险要素的“风险评估-风险防控”闭环评估过程，构建了可反馈、动态化的燃气管道风险评估方法。
(3)本发明基于泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度对燃气管道风险进行评估，通过输出燃气管道风险等级、风险要素、防治措施三个方面内容，实现了燃气管道风险可视化、风险可管控。
附图说明
图1为基于风险要素的燃气管道风险评估方法的算法逻辑框架图。
图2为基于风险要素的燃气管道风险评估方法中管道失效损伤类型分析框架图。
图3为基于风险要素的燃气管道风险评估方法中燃爆后果类型图。
具体实施方式
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；所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1，一种基于风险要素的燃气管道风险评估方法，方法步骤如下，
S1、底层评估要素模块构建：
1)对现行燃气行业标准规范进行调研，形成燃气管网标准规范知识库；
2)基于1)中标准规范知识库进行进行燃气管网风险要素指标的提取；
3)根据2)中风险要素指标的提取，基于标准规范知识库，通过分析不同风险要素控制措施的共性特点，进行燃气管道风险要素防控措施指标提取；
4)基于2)和3)对风险要素闭环评估规则进行构建；
S2、过程分析模块构建：
1)根据步骤S1中底层风险要素评估模块的构建，结合数学分析方法如层次分析、事故树理论等，基于风险要素相关性分析逐级向上归类划分，构建不同损伤类型、致灾后果等评估因素下的风险要素集合，最终形成泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度分析指标；
2)根据不同维度分析指标，基于风险要素集合类型和相互关系，通过数学算法如取最值、加权等方式构建泄漏可能性维度评估模块、后果严重度维度评估模块、风险管理维度评估模块；
3)根据多维度评估模块通过风险矩阵、数学算法等方式进行燃气管道风险评估，构建燃气管道风险评估体系；
S3、风险评估模块：
1)根据步骤S2中燃气管道风险评估体系，进行燃气管道可反馈的、动态的风险评估；所谓可反馈的、动态的风险评估具体指：评估体系可基于外部的反馈进行燃气管道风险的自动更新评估，即当初次风险评估后，若针对评估出的风险要素进行针对性防治之后，评估体系可依据反馈数据进行全流程自动化的更新，获取采取措施后的燃气管道风险；
S4、结果输出模块：
1)根据燃气管道风险评估输出燃气管道风险等级、燃气管道风险要素和管道风险控制措施的结果；
燃气管道风险等级基于对燃气管道泄漏可能性、燃气管道泄漏后果严重度、风险管理三个维度评估结果的可接受程度分析，基于风险矩阵等方式获取燃气管道的风险；
燃气管道风险要素基于燃气管道数据，经评估后不满足现行标准、规范的风险要素会随着燃气管道风险等级一并输出，作为燃气管道风险可视化展示的基本内容；
管道风险控制措施针对燃气管道所具备的风险要素，一并输出对应的本质防治措施及外防治措施，作为燃气管道风险管控的重要构成部分。
具体的，对于燃气管道或相邻地下空间(管线)而言，某一项指标的不合规极有可能导致整个系统的不安全状态，不同于整体性评估方式弱化突出风险项，发明基于燃气突发事件的泄漏、扩散、聚集、燃爆、应急救援的全过程分析，通过对燃气管网关键风险要素指标合规性的评估，结合风险要素指标对应防控措施构建了以风险要素评估为核心的评估规则体系；
风险要素基础评估指标汇总表
具体的，以燃气管道埋深指标BD01为例进行风险要素评估规则展示：
步骤一、风险要素判定
依据《GB 50289-2016城市工程管线综合规划规范》，燃气管道在不同路面下的埋深要求不同。当燃气管道埋深不满足要求时，燃气管道存在受地面活动影响而导致损伤的可能性。
步骤二、风险要素本质安全控制措施
(1)依据步骤一，当指标无数据时，虽然采用默认得分，但存在管网风险判定偏差的可能，因此，当指标无数据，在输出计算结果的同时，提供数据缺失对应警示措施C1：完善指标涉及数据。
(2)当指标数据较为完善或已通过完善数据重新进行步骤一评估后，可推荐以下本质安全防护措施进行风险要素的控制。
若已采取本质安全措施，风险要素分值依据步骤一的评估方法，当此时指标已满足国家标准时，评估得分为2分。
步骤三、风险要素外部防治措施
当未采取措施或无法采取措施时，可通过对外部防治措施进行指标风险控制，从而降低由指标要素导致的管道风险。
若采取以上未采取措施或无法采取措施状态下的风险要素控制措施，风险要素分值降低为基本可接受水平，即3分。
进一步，基于风险要素指标评估规则的构建，结合事故树分析，以基础风险要素的评估为基础，通过取最值、加权等算法逐级向上分别构建泄漏可能性评估模块、后果严重度评估模块、风险管理评估模块，结合风险矩阵实现从燃气管道泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度的燃气管道风险评估。
1)燃气管道泄漏可能性P
泄漏可能性P对应一级指标包括：管道失效可能性，巡检
计算方法：
(1)若P巡检≥4，则
P泄漏可能性＝P管道失效可能性+1
(2)若P巡检＝3则
P泄漏可能性＝P管道失效可能性
(3)若P巡检＝2，则
P泄漏可能性＝P管道失效可能性-1
(4)若P巡检＝1则
P泄漏可能性＝P管道失效可能性-2
泄漏可能性最小值为1分，最大分值为5分。
泄漏可能性的等级划分：
A.燃气管道失效可能性D
失效可能性指标参考《埋地钢质管道风险评估方法》、《埋地聚乙烯燃气管道定期检验规则》、《燃气工程项目规范》、《城镇燃气设计规范》等标准以及历年燃气事故分析报告，依据管道失效损伤类型，主要分为5个大类，即第三方施工破坏、腐蚀老化、占压、地质灾害、其他，如下图2所示：
基于5种管道失效损伤类型，管道失效可能性计算如下：
D＝max(D第三方破坏；D腐蚀老化；D占压；D地质灾害；D其他)+△
燃气管道失效可能性分值最大五分。
本发明在此处的管道失效可能性计算中没有采用传统的权重、定量算法等，反而采用max+△这种形式，一方面是考虑突出单个风险要素或影响方面对管道风险的影响，只要存在隐患，评估管道理论上就存在泄漏风险，而通过加权等算法可能会弱化隐患的影响，另一方面也考虑了多角度、多方面隐患的耦合效果，如果一根管道存在多个方面多个类型的隐患、风险要素，那么该管道风险自然更高。
第三方施工破坏D1
第三方破坏可能性评估方法如下：
D1＝max(D11；D12；D13)
D11＝BD06
D12＝max(D121；D1322)
＝max(D1221；D1212；D1321；D1222；D1223)
＝max(D1221；D12221；D12222；D12223；D12224；D1221；D1222；D12231；D12232)
＝max(EC01；EC02；EC03；EC04；EC05；EC06；EC07；EC08；EC09)
D13＝EC10
考虑到无施工时，某一基础指标的存在导致D1偏大的情况，基于D12评估结果，作出以下修正：
①若D12＜3，则
D1＝max(D12,D13)
②若D12≥3，则
D1＝max(D11,D12,D13)
腐蚀老化D2
(1)对于非聚乙烯管线：
(2)对于聚乙烯管线
腐蚀损伤可能性评估方法如下：
(1)对于非聚乙烯管道
D2＝max(D21；D22；D23)
D21＝BD02
D22＝CA01
D23＝max(D231；D232；D233)
＝max(D2311；D2312；D232；D2331；D2332)
＝max(CA05；CA06；CA04；CA02；CA03)
(2)对于聚乙烯管道
D2＝max(D24)
D22＝max(D241；D242；D243)
＝max(PT17；SD10；SD11)。
聚乙烯和非聚乙烯的考虑主要是钢制管道容易被腐蚀、而聚乙烯管道耐腐蚀能力强，因此对于聚乙烯管道考虑了服役年限、与热力管线(沟)间距较近导致的热损伤这两个方面。
占压D3
占压损伤可能性评估方法如下：
D3＝max(D31；D32)
＝max(D31；D321；D322；D323；D324；D325；D326)
＝max(D31；SD01；SD02；SD03；SD04；SD05；SD06)
基于D312进行D31的评估修正：
①若圈占压状态D312≥3，则
D31＝max(D311；D312)＝max(BD01；IO01)
②若圈占压状态D312＜3，则
D31＝D312＝IO01。
管道占压考虑了直接占压和建筑物间距不足占压，当燃气管道与建筑物间距不足的时候，存在受临近建筑物占压的可能性
另外，若管道存在占压，那么管道埋深越浅，管道收到的占压损伤也就越大地质灾害D4
地质灾害损伤可能性评估方法如下：
D4＝max(D41；D42)
D41＝GH01
D42＝max(D421；D422)
＝max(D421；GH03)
①D4211＝GH02，D4212＝EN01,若D4212≥3，则D421＝D4211+1；
②D4211＝GH02，D4212＝EN01,若D4212＜3，则D421＝D4211；
其他D5
其他原因损伤燃气管道可能性评估方法如下：
D6＝max(D61；D62)
D61＝max(D611；D612)
＝max(D611；D6121；D6122；D6123)
＝max(BD01；SD13；SD14；SD15)
D62＝max(D621；D622；D623；D624；D625；D626；D627)
＝max(PT01；PT02；PT03；PT04；PT05；PT06；PT07)
B.管道巡检I
巡检指标评估直接对应于基础评估指标，即巡检I＝RC01。
2)后果严重度C
后果严重度对应一级指标包括：燃爆后果，应急救援
(1)若C事故应急能力≥4，则
C后果严重度＝C燃爆后果+1
(2)若C事故应急能力＝3，则
C后果严重度＝C燃爆后果
(3)若C事故应急能力＝2，则
C后果严重度＝C燃爆后果-1
(4)若C事故应急能力＝1，则
C后果严重度＝C燃爆后果-2
后果严重度最小值为1分，最大值为5分。
后果严重度C的等级划分：
A.燃爆后果E
参考《埋地钢质管道风险评估方法》、《埋地聚乙烯燃气管道定期检验规则》、《燃气工程项目规范》、《城镇燃气设计规范》等标准以及历年燃气事故分析报告，燃气突发事件发生后，依据其突发事故类型及影响，主要分为6个大类，即相邻地下空间燃爆强度、人员伤亡、经济损失、停气影响、交通影响、社会影响，如下图3所示：
基于6种燃气突发事件后果类型，燃爆后果计算如下：
E＝max(E相邻地下空间燃爆强度；E人员伤亡；E经济损失；E停气影响；E交通影响；E社会影响)+△
燃爆后果最大五分。
相邻地下空间燃爆强度E1
相邻地下空间燃爆强度评估方法如下：
E1＝max(E11；E12)
＝max(E111；E112；E121；E122)
＝max(E1111；E1112；E1121；E1122；E1211；E1212；E1213；E1214；E1215；E1221；E1222；E1223；E1224；E1225)
＝max(PT08；PT13；SD01；SD05；E1211；E1212；E1213；E1214；E1215；E1221；E1222；E1223；E1224；E1225)
E1211＝f(E12111×E12112)＝f(PT14×LB01)；
E1212＝f(E12121×E12122)＝f(PT15×LB02)；
E1213＝f(E12131×E12132)＝f(PT16×LB03)；
E1214＝f(E12141×E12142)＝f(PT17×LB04)；
E1215＝f(E12151×E12152)＝f(PT18×LB05)；
E1221＝f(E12211×E12212)＝f(SD07×LB06)；
E1222＝f(E12221×E12222)＝f(SD08×LB07)；
E1223＝f(E12231×E12232)＝f(SD09×LB08)；
E1224＝f(E12241×E12242)＝f(SD10×LB09)；
E1225＝f(E12251×E12252)＝f(SD11×LB10)；
市政管道燃爆强度函数依据下表进行评估：
此外，考虑到当燃气管道周边存在多个相邻地下管线或空间时，泄漏气体可能会存在于多个空间内，燃爆强度也会增强，因此，采用相邻地下空间、管线数量进行燃爆强度修正。
E1＝E1+κ
式中κ的取值为：
燃爆强度E1最大五分。
相邻地下管道的燃爆主要考虑燃气管道与相邻管道的间距和相邻管道直径，间距越近，燃气泄漏后进入相邻管道的可能性越大，相邻管道直径越大，可燃气体积聚能力越强，管道燃爆后果越大
人员伤亡E2
人员伤亡后果评估方法如下：
E2＝CI01
经济损失E3
经济损失后果评估方法如下：
E3＝max(E31,E32)
E31＝E313+α1
上式中，(1)若E311+E312＝2，则α1＝0；
(2)若E311+E312≥5，则α1＝1；
E32＝E322+α2
上式中，(1)若E321＝1，则α2＝0；
(2)若E321＝4，则α2＝1；
停气影响E4
经济损失后果评估方法如下：
E4＝max(E41,E42)
E41＝BD04
E42＝BD05
交通影响E5
交通影响后果评估方法如下：
E5＝max(E51,E52)
＝max(E511；E512；E513；E514；E515；E521；E522；E523；E524；E525)
＝max(SD13；SD14；SD15；SD16；SD17；PT01；PT02；PT03；PT04；PT05)
社会影响E6
社会影响后果评估方法如下：
E6＝max(E61,E62)
＝max(CI07；CI08)
B.事故应急β
事故救援能力评估方法如下：
(1)调用管道失效可能性计算结果，若max(第三方施工破坏D1，地质灾害D4)≥4，则
β＝(β21+β22+β23)/3+μ
式中β2最大值为5分；μ为天气条件修正系数，当天气条件β24,即EN02≥3分时，μ＝1；当天气条件β4,即EN02≤3分时，μ＝0；应急救援能力计算评估向下取整。
(2)调用管道失效可能性计算结果，若max(第三方施工破坏D1，地质灾害D4)≤3，则
β＝β1+(β2-3)
β2＝(β21+β22+β23)/3+μ
式中β最小值为1；β2最大值为5分；μ为天气条件修正系数，当天气条件β24,即EN02≥3分时，μ＝1；当天气条件β4,即EN02≤3分时，μ＝0；应急救援能力评估结果向下取整。
3).风险管理S
风险管理对应一级指标包括：风险管理水平，社会敏感时期
计算方式
①若处于社会敏感时期，即S社会敏感时期≥3，则
S＝S风险管理水平+1
②若不处于社会敏感时期，即S社会敏感时期<3，则
S＝S风险管理水平
最大值为五分。
风险管理水平S1
风险管理水平评估，风险管理水平评估优先评估企业突发事件次数：
①若无燃气突发事件导致人员伤亡，则
S1＝S11
＝(S121+S122+S123+S124+S125+S126)/6
＝(BM01+BM02+BM03+BM04+BM05+BM06)/6
计算结果向上取整。
②若存在燃气突发事件导致人员伤亡，则
S1＝S12
＝BM07
社会敏感时期S2
社会敏感时期评估直接对应于基础评估指标，即S2＝EN03。
4).风险等级划分
通过对燃气管线泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度进行分析，可以得到耦合隐患/风险要素对应的可能性等级、后果等级、风险管理等级，基于三维风险矩阵确定燃气管线基于风险要素的评估等级划分。
(1)当风险管理值S＝1时，风险等级划分：
(2)当风险管理值S＝2时，风险等级划分：
(3)当风险管理值S＝3时，风险等级划分：
(4)当风险管理值S＝4时，风险等级划分：
(5)当风险管理值S＝5时，风险等级划分：
同时根据得到的风险等级，依据《DB34T4021-2021城市生命线工程安全运行监测技术标准》，分别用红、橙、黄、蓝四种颜色进行表示，具体的燃气管道风险要素等级划分标准如下表所示。
| 风险评估等级 | 颜色 |
| 重大 | 红 |
| 较大 | 橙 |
| 一般 | 黄 |
| 低 | 蓝 |
本发明专利所要解决的技术问题在于现有的燃气管道风险评估方法无法实现对管道风险源于何处、管道风险如何防控进行准确描述，且无法实现“风险评估-风险防控”相互闭环的、动态的燃气管道风险评估。
对于燃气管道或相邻地下空间(管线)而言，某一项指标的不合规极有可能导致整个系统的不安全状态，不同于整体性评估方式弱化突出风险项，发明基于燃气突发事件的泄漏、扩散、聚集、燃爆、应急救援的全过程分析，通过对燃气管网关键风险要素指标合规性的评估，结合风险要素指标对应防控措施构建了以风险要素评估为核心的评估规则体系。
所构建的燃气管道风险评估体系输出结果包含三个部分：(1)燃气管道风险等级，基于对燃气管道泄漏可能性、燃气管道泄漏后果严重度、风险管理三个维度评估结果的可接受程度分析，基于三维矩阵获取燃气管道的风险；(2)燃气管道风险要素，基于燃气管道数据，经评估后不满足现行标准、规范的风险要素会随着燃气管道风险等级一并输出，作为燃气管道风险可视化展示的基本内容；(3)防控措施，针对燃气管道所具备的风险要素，一并输出对应的本质防治措施及外防治措施，作为燃气管道风险管控的重要构成部分。
所构建燃气管道风险评估体系是动态、可反馈的，基于模型基础评估指标的“风险评估-风险防控”的闭环管理，评估体系可基于外部的反馈进行燃气管道风险的重新评估，即当初次风险评估后，若针对评估出的风险要素进行针对性防治之后，评估体系可依据反馈数据进行全流程自动化的更新，获取采取措施后的燃气管道风险。
本发明的关键点在于：
(1)本发明基于对现行燃气行业标准、规范的调研，获取了燃气管道风险相关的关键风险要素指标，并以燃气管道指标数据合规性评估为核心，结合防治措施构建了燃气管道风险要素的评估规则，算法有理有据，合规性强；
(2)本发明构建了风险要素的“风险评估-风险防控”闭环评估过程，构建了可反馈、动态化的燃气管道风险评估方法。
(3)本发明基于泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度对燃气管道风险进行评估，通过输出燃气管道风险等级、风险要素、防治措施三个方面内容，实现了燃气管道风险可视化、风险可管控。
常见的燃气管道风险评估无论是定性评估方法还是定量评估方法，其评估结果多为静态的，且评估结果的指向性模糊，无法获取当前燃气管道具体因为哪些方面导致燃气管道存在风险、应当采取什么措施才能消除管道风险。针对以上问题，本发明构建了基于燃气管道风险要素的风险评估体系，通过对现行燃气管道标准、规范的分析提取了燃气管道风险相关的关键的风险要素，以风险要素指标与标准、规范的偏离度评估及可接受程度分析，结合指标防治措施构建了“风险评估-风险防控”闭环管理的风险要素评估规则，从底层模块实现了可反馈、动态化的参数评估；基于风险要素评估规则构建的底层模块，本发明从泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度对燃气管道风险进行评估，通过输出燃气管道风险等级、风险要素、防治措施三个方面内容，实现了燃气管道风险可视化、风险可管控。本发明的实现可以对燃气管网的风险症结进行准确判断，并给出具体的防控措施，且可基于反馈进行管网风险的动态化评估，有利于城市燃气管网的韧性补强，从而降低燃气管网突发事故可能造成的破坏和经济损失，确保人民生命财产安全。
对于本领域技术人员而言；显然本发明不限于上述示范性实施例的细节；而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下；能够以其他的具体形式实现本发明。因此；无论从哪一点来看；均应将实施例看作是示范性的；而且是非限制性的；本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定；因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外；应当理解；虽然本说明书按照实施方式加以描述；但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案；说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见；本领域技术人员应当将说明书作为一个整体；各实施例中的技术方案也可以经适当组合；形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，方法步骤如下：
S1、底层评估要素模块构建：
1)对现行燃气行业标准规范进行调研，形成燃气管网标准规范知识库；
2)基于1)中标准规范知识库进行进行燃气管网风险要素指标的提取；
3)根据2)中风险要素指标的提取，基于标准规范知识库，通过分析不同风险要素控制措施的共性特点，进行燃气管道风险要素防控措施指标提取；
4)基于2)和3)对风险要素闭环评估规则进行构建；
S2、过程分析模块构建：
1)根据步骤S1中底层风险要素评估模块的构建，结合数学分析方法如层次分析、事故树理论，基于风险要素相关性分析逐级向上归类划分，构建不同损伤类型、致灾后果评估因素下的风险要素集合，最终形成泄漏可能性、后果严重度、风险管理三个维度分析指标；
2)根据不同维度分析指标，基于风险要素集合类型和相互关系，通过数学算法如取最值、加权的方式分别构建泄漏可能性维度评估模块、后果严重度维度评估模块、风险管理维度评估模块；
3)根据多维度评估模块通过风险矩阵、数学算法的方式进行燃气管道风险评估，构建燃气管道风险评估体系；
S3、风险评估模块：
1)根据步骤S2中燃气管道风险评估体系，进行燃气管道可反馈的、动态的风险评估；所谓可反馈的、动态的风险评估具体指：评估体系可基于外部的反馈进行燃气管道风险的自动更新评估，即当初次风险评估后，若针对评估出的风险要素进行针对性防治之后，评估体系可依据反馈数据进行全流程自动化的更新，获取采取措施后的燃气管道风险；
S4、结果输出模块：
1)根据燃气管道风险评估输出燃气管道风险等级、燃气管道风险要素和管道风险控制措施的结果；
燃气管道风险等级基于对燃气管道泄漏可能性、燃气管道泄漏后果严重度、风险管理三个维度评估结果的可接受程度分析，基于风险矩阵的方式获取燃气管道的风险；
燃气管道风险要素基于燃气管道数据，经评估后不满足现行标准、规范的风险要素会随着燃气管道风险等级一并输出，作为燃气管道风险可视化展示的基本内容；
管道风险控制措施针对燃气管道所具备的风险要素，一并输出对应的本质防治措施及外防治措施，作为燃气管道风险管控的重要构成部分。
2.根据权利要求1所述的基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，所述的的步骤S1中风险要素的指标要求包括管道基础数据指标、管道穿越指标、违章圈占压指标、安全间距指标、腐蚀老化指标、第三方施工指标、地质灾害指标、泄漏积聚指标、后果影响指标、应急救援指标、企业管理指标、环境条件指标、风险控制指标。
3.根据权利要求2所述的基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，所述的管道基础数据指标包括管道埋深、管道服役年限、管道节点数量、燃气管道直径、燃气管道压力、管道基础数据完整性；管道穿越指标包括燃气管道穿越铁路线路、燃气管道穿越公路线路、燃气管道穿越市政道路、燃气管道穿越电车轨道线路、燃气管道穿越地铁线路、燃气管道穿越河流、燃气管道穿越桥梁、燃气管道穿越箱涵空间、燃气管道穿越城市交通隧道空间、燃气管道穿越城市轨道交通隧道空间、燃气管道穿越地下人行通道空间、燃气管道穿越其他地下建(构)筑物空间、燃气管道穿越河道密闭空间、燃气管道穿越排水管渠、燃气管道穿越电缆沟、燃气管道穿越通讯管沟、燃气管道穿越热力管沟、燃气管道穿越供水管渠。
4.根据权利要求3所述的基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，所述的违章圈占压指标包括圈占压状态；所述的安全间距指标包括燃气管道与箱涵间距、燃气管道与城市交通隧道间距、燃气管道与城市轨道交通隧道间距、燃气管道与地下人行通道间距、燃气管道与相邻河道密闭空间间距、燃气管道与其他地下建(构)筑物间距、燃气管线与排水管渠间距、燃气管道与电力管线(沟)间距、燃气管道与通信管线(沟)间距、燃气管道与热力管线间距、燃气管道与热力管沟间距、燃气管道与供水管渠间距、燃气管道与铁路间距、燃气管道与公路间距、燃气管线与市政道路间距、燃气管道与电车轨道间距、燃气管道与地铁轨道间距。
5.根据权利要求4所述的基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，所述的腐蚀老化指标包括防腐层类型、防腐层检测频率、防腐层厚度检测、杂散电流干扰、同时期管道腐蚀维修频繁度、管道区域腐蚀维修频繁度；所述的第三方施工指标包括施工作业距离、施工技术交底、是否制定实施燃气保护方案、施工活动是否有燃气公司监管、管道警示标识是否缺失、大建设计划、周边施工建设密度、周边是否存在零星施工、地面人员活跃度、管道年施工破坏频次；所述的地质灾害指标包括燃气管线距离地质灾害点距离、地质灾害稳定性、是否存在地质灾害区域监测。
6.根据权利要求5所述的基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，所述的泄漏积聚指标包括燃气管道所穿越排水管渠当量直径、燃气管道所穿越电缆沟当量直径、燃气管道所穿越通讯管沟当量直径、燃气管道所穿越热力管沟当量直径、燃气管道所穿越供水管渠当量直径、燃气管线相邻排水管渠当量直径、燃气管道相邻电力管线(沟)当量直径、燃气管道相邻通信管线(沟)当量直径、燃气管道相邻热力管沟当量直径、燃气管道相邻供水管渠当量直径。
7.根据权利要求6所述的基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，所述的后果影响指标包括燃气管道周边人口密度、燃气管道周边是否存在集市、燃气管道周边是否存在交通枢纽、燃气管道周边防护目标区域密度、燃气管道周边是否加油(气)站、燃气管道周边危险源区域密度、待评估对象周边高社会影响建筑、待评估对象周边社会敏感区域。
8.根据权利要求7所述的基于风险要素的燃气管道风险评估方法，其特征在于，所述的应急救援指标包括燃气抢修单位与待评估燃气管线的距离、消防应急单位与待评估燃气管线的距离、医疗机构与待评估燃气管线的距离；所述的企业管理指标包括企业性质、企业规模、经营年限、信息化水平、企业安全认证情况、企业安全水平专家打分、人员伤亡突发事件次数；所述的环境条件指标包括汛期(气象)预警、天气条件、社会敏感时期；所述的风险控制指标包括巡检、管道泄漏监测。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116608420A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-08-18 | 新仟意能源科技(成都)集团有限责任公司 | 一种天然气组分动态跟踪监测方法及系统 |
| CN117035396A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-11-10 | 北京市燃气集团有限责任公司 | 一种燃气安全联锁保护方法、系统和电子设备 |
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2022
- 2022-10-11 CN CN202211241406.XA patent/CN115545952A/zh active Pending
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