CN115829336B - 燃气管线泄露的风险评估方法及装置、设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了燃气管线泄露的风险评估方法及装置、设备、存储介质，评估方法包括：通过对事故案例集进行数据处理，得到第一灾害事件集和第一承灾体集；根据多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络；根据目标燃气管线的周边情况，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络；确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率；根据第二传播网络，确定待评估事件的连通度；根据与待评估事件相关联的承灾体，确定待评估事件的损失系数；根据概率、连通度以及损失系数，确定待评估事件的风险值。本发明能够准确预测出燃气管线可能引发的灾害事件，以及其灾害事件的传播风险。
Description
技术领域
本发明涉及风险评估技术领域，具体涉及一种燃气管线泄露的风险评估方法及装置、设备、存储介质。
背景技术
燃气泄露事故发生后，可能发生火灾、爆炸等事故，继而引发人员伤亡和财产损失，其灾害发生过程具有典型的链式传递特征。因此，对燃气管网泄露灾害链展开研究，合理评估燃气泄露灾害链传播风险，预测灾害链传播及损失，对于保障燃气管网安全运行具有重要意义。
燃气管网敷设于地下，涉及范围广，监控难度高。现有技术中的大多数方案重点考虑燃气管网泄露前的灾害发生过程，侧重于燃气管网事故发生前的风险防控与管理；然而，许多引起严重后果的事故，常常是因为燃气系统自身发生泄露事故之后，与周边建构筑物综合作用，导致灾害链事故。因此，关注燃气管网泄漏事故的同时，也应关注泄漏事故发生后的后果预测和处置，以避免更严重后果。
针对上述相关技术中由于未考虑燃气管线的周边建筑物，导致无法对燃气管网泄露引发的灾害链传播风险以及造成损失进行合理评估的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种燃气管线泄露的风险评估方法及装置、设备、存储介质，用以克服相关技术中由于未考虑燃气管线的周边建筑物，导致无法对燃气管网泄露引发的灾害链传播风险以及造成损失进行合理评估的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例的第一方面，提供一种燃气管线泄露的风险评估方法，包括：
通过对事故案例集进行数据处理，得到第一灾害事件集和第一承灾体集；所述事故案例集包括多个燃气管线泄露事件，所述第一灾害事件集包括由燃气管线泄露事件导致的多个第一灾害事件，所述第一承灾体集包括受燃气管线泄露事件影响的多个第一承灾体；
根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络；所述第一传播网络包括多个第一灾害事件，以及多个第一灾害事件之间的传递关系；
根据目标燃气管线的周边情况，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络；其中，所述周边情况包括距离所述目标燃气管线预设范围内的多个真实承灾体；所述第二传播网络包括多个第二灾害事件，以及所述多个第二灾害事件之间的传递关系；
确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率；所述待评估事件表示所述第二传播网络中的任意一个第二灾害事件，所述第三灾害事件表示所述第二传播网络中的与所述待评估事件具有第一传递关系的第二灾害事件，第一传递关系用于表示第三灾害事件导致待评估事件发生；
根据所述第二传播网络，确定待评估事件的连通度，所述连通度表示所述待评估事件在所述第二传播网络中与其他灾害事件的连通情况，所述其他灾害事件表示所述第二传播网络中的除待评估事件以外的第二灾害事件；
根据与所述待评估事件相关联的承灾体，确定所述待评估事件的损失系数；
根据所述概率、所述连通度以及所述损失系数，确定所述待评估事件的风险值。
本发明提供的燃气管线泄露的风险评估方法，通过目标燃气管线的周边情况，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络，能够准确预测出燃气管线可能引发的灾害事件；以及根据概率、连通度以及损失系数，确定待评估事件的风险值，能够准确合理地评估其灾害事件的传播风险。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络，包括：
根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建邻接矩阵；
根据所述邻接矩阵，以及事件关联要素，将第一灾害事件集中具有传递关系的第一灾害事件进行连接，得到所述第一传递网络。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建邻接矩阵，包括：
其中，
表示邻接矩阵，/>
表示第一灾害事件的总数，/>
表示第i个第一灾害事件对第j个第一灾害事件的因果关系。
本发明提供的燃气管线泄露的风险评估方法，通过邻接矩阵和事件关联要素构建第一传递网络，能够预测出燃气管线泄露时可能出现的所有灾害事件，以及灾害事件的传递关系。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据目标燃气管线的周边情况，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络，包括：
根据所述多个真实承灾体，对所述第一承灾体集进行筛选，得到第二承灾体集；所述第二承灾体集包括与所述多个真实承灾体对应的多个第二承灾体；
从所述第一灾害事件集中筛选出与所述多个第二承灾体相关联的多个第二灾害事件，将所述多个第二灾害事件作为第二灾害事件集；
根据所述第二灾害事件集，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络。
本发明提供的燃气管线泄露的风险评估方法，通过目标燃气管线的预设范围内的多个真实承灾体，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络，能够充分评估目标燃气管线区域的承灾体对灾害链传播网络的影响，进而更好评估燃气管网运行状态时泄露灾害链风险。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率，包括：
其中，A表示第三灾害事件，B表示待评估事件，
表示第三灾害事件导致待评估事件发生的概率，/>
表示事故案例集中由第三灾害事件导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，/>
表示事故案例集中第三灾害事件未导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，/>
表示修正概率值。
本发明提供的燃气管线泄露的风险评估方法，在计算第三灾害事件导致待评估事件发生的概率的过程中，通过对燃气管线的事故案例分析，能够有效防止案例中环境复杂导致的概率统计偏差；以及结合专家意见进行修正，能够消除因样本数量限制带来的影响，进而实现准确预测第三灾害事件导致待评估事件发生的概率的技术效果。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据所述第二传播网络，确定待评估事件的连通度，包括：
根据所述第二传播网络，计算所述待评估事件的入度和出度；所述入度表示所述第二传播网络中由其他灾害事件导致所述待评估事件发生的路径的数量，所述出度表示所述第二传播网络中由所述待评估事件导致其他灾害事件发生的路径的数量；
根据所述入度和所述出度，确定所述待评估事件的连通度。
本发明提供的燃气管线泄露的风险评估方法，通过第二传播网络中的待评估事件的入度和出度，确定待评估事件的连通度，能够准确反映出第二传播网络中的待评估事件与其他灾害事件的连通情况，进而预测出该待评估事件是否更容易引发其他灾害事件的发生和传递。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中,所述根据与所述待评估事件相关联的承灾体，确定所述待评估事件的损失系数,包括：
根据与所述待评估事件相关联的不同类型的承灾体的数量、对应类型的承灾体的权重，以及所述待评估事件的区域加权系数，确定所述待评估事件的损失系数。
本发明提供的燃气管线泄露的风险评估方法，通过与待评估事件相关联的不同类型的承灾体的数量、对应类型的承灾体的权重，以及待评估事件的区域加权系数，确定待评估事件的损失系数，能够提供便捷的灾害事故后果确定方法，以便利于对整体灾害事故后果的评估。
本发明实施例的第二方面，提供一种燃气管线泄露的风险评估装置，包括：
案例处理模块，用于通过对事故案例集进行数据处理，得到第一灾害事件集和第一承灾体集；所述事故案例集包括多个燃气管线泄露事件，所述第一灾害事件集包括由燃气管线泄露事件导致的多个第一灾害事件，所述第一承灾体集包括受燃气管线泄露事件影响的多个第一承灾体；
第一传播网络构建模块，用于根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络；所述第一传播网络包括多个第一灾害事件，以及多个第一灾害事件之间的传递关系；
第二传播网络构建模块，用于根据目标燃气管线的周边情况，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络；其中，所述周边情况包括距离所述目标燃气管线预设范围内的多个真实承灾体；所述第二传播网络包括多个第二灾害事件，以及所述多个第二灾害事件之间的传递关系；
概率确定模块，用于确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率；所述待评估事件表示所述第二传播网络中的任意一个第二灾害事件，所述第三灾害事件表示所述第二传播网络中的与所述待评估事件具有第一传递关系的第二灾害事件，第一传递关系用于表示第三灾害事件导致待评估事件发生；
连通度确定模块，用于根据所述第二传播网络，确定待评估事件的连通度，所述连通度表示所述待评估事件在所述第二传播网络中与其他灾害事件的连通情况，所述其他灾害事件表示所述第二传播网络中的除待评估事件以外的第二灾害事件；
损失系数确定模块，用于根据与所述待评估事件相关联的承灾体，确定所述待评估事件的损失系数；
风险值确定模块，用于根据所述概率、所述连通度以及所述损失系数，确定所述待评估事件的风险值。
本发明实施例的第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有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上述各个方法实施例中的步骤。
本发明实施例的第四方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现本发明第一方面及第一方面各种可能设计的所述方法的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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1的灾害事件的风险评估方法的流程示意图。
图2为第一传播网络的示意图。
图3为对第一传播网络进行动态调整得到第二传播网络的流程示意图。
图4为确定目标燃气管线的第二传播网络的综合风险值的具体实施流程示意图。
图5为燃气灾害链预测系统的结构图。
图6为本发明实施例2的灾害事件的风险评估装置的原理框图。
图7为本发明实施例3中计算机设备的结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在燃气管网灾害链事故研究中，主要通过风险事件分析，构建灾害链网络，计算网络节点事件之间的连接概率，继而得到综合风险。也有部分文献基于图论的思想，计算事件之间的网络关联特征，考虑灾害链事件中事件重要性，以此对风险事件在网络中的重要性进行评判。但针对燃气管网铺设过程中涉及交通管线、工厂、商户、各类建构筑物等，其风险耦合特征考虑较少，静态的灾害链网络适应性较差，未能充分评估灾害链管线区域承灾体的影响，难以有效支撑燃气管网铺设过程中灾害链评估工作。因此，本发明提出动态构建燃气管网泄露灾害链网格并进行灾害链风险评估的方法，以更好评估燃气管网运行状态时泄露灾害链风险。
现有技术中存在如下缺陷：
1、较少考虑燃气管网泄露后的灾害发生过程；
2、灾害链传播过程复杂，静态、简单的灾害链网络难以完整描述实际场景的灾害链传播情况；
3、现有灾害后果评估方法因环境参数复杂多变，管网施工和系统搭建过程中涉及数据多，传统评价方法难以适应。
实施例1
本实施例提供一种灾害事件的风险评估方法，如图1所示，评估方法包括但不限于步骤S100至S700：
S100：通过对事故案例集进行数据处理，得到第一灾害事件集和第一承灾体集；事故案例集包括多个燃气管线泄露事件，第一灾害事件集包括由燃气管线泄露事件导致的多个第一灾害事件，第一承灾体集包括受燃气管线泄露事件影响的多个第一承灾体。
具体地，燃气管线泄露事件是指由燃气管线泄露引发的灾害链，例如事件1：燃气泄露-火灾爆炸-建筑物破坏-交通拥堵-社会影响；事件2：燃气泄露-供气中断-企业停产-经济损失；事件3：燃气泄露-火灾爆炸-建筑物破坏-通讯设施受损-通讯中断-经济损失。
具体地，承灾体是指直接受到灾害影响和损害的人类社会主体，主要包括人类本身和社会发展的各个方面，如工业、农业、能源、建筑业、交通、通信、教育、文化、娱乐、各种减灾工程设施及生产、生活服务设施，以及人们所积累起来的各类财富等，在燃气管线泄露事件中的承灾体可以包括道路交通，居住类建筑物，商业类建筑物，生产类建筑物，通讯设施等等。
具体地，在对多个燃气管线泄露事件进行数据处理和推演分析后，能够得出可能导致的第一灾害事件，例如管道变形、燃气泄露、中毒窒息、火灾爆炸、供气中断、建筑物破坏、经济损失和通讯中断等灾害事件，在此基础上可以构建出与燃气管线泄露相关的第一灾害事件集，例如{Xi}={管道变形，燃气泄露，中毒窒息，火灾爆炸……}；同时还考虑到第一灾害事件的影响范围和过程，构建第一灾害事件集中的多个第一灾害事件可能影响的承灾体集{Yi}={道路交通，居住类建筑物，商业类建筑物，生产类建筑物，通讯设施……}。
优选地，在对多个燃气管线泄露事件进行数据处理、初步分析的过程中，利用危险与可操作性分析方法，分析燃气管线运行特征及参数偏离可能带来的后果。其中，安全评估参数包括建筑物安全、交通安全、通讯设施安全、供电设施安全等，引导词包括破坏、故障、失效等，可能的原因包括燃气泄露、火灾爆炸、减灾设施损坏等，产生的后果包括企业停产、商业休市、人员伤亡、社会影响等。
S200：根据多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络；第一传播网络包括多个第一灾害事件，以及多个第一灾害事件之间的传递关系。
具体地，多个第一灾害事件之间的因果关系可以理解为：两个第一灾害事件之间是否存在导向关系，例如第一灾害事件A的发生是否可以导致第一灾害事件B的发生，如果可以，则设置箭头由第一灾害事件A指向第一灾害事件B，例如图2中燃气泄露可能会导致火灾爆炸的发生；根据这种方式分别判断第一灾害事件集中每两个第一灾害事件之间的因果关系，进而构建第一传播网络，如图2所示。
步骤S200包括但不限于步骤S210至S220：
S210：根据多个第一灾害事件之间的因果关系，构建邻接矩阵。
具体地，可以根据以下公式，通过多个第一灾害事件之间的因果关系来构建邻接矩阵：
其中，
表示邻接矩阵，/>
表示第一灾害事件的总数，/>
表示第i个第一灾害事件对第j个第一灾害事件的因果关系，当/>
表示第i个事件难以导致第j个事件发生，当/>
表示第i个事件可能导致第j个事件发生。
S220：根据邻接矩阵，以及事件关联要素，将第一灾害事件集中具有传递关系的第一灾害事件进行连接，得到第一传递网络。
具体地，根据构建的邻接矩阵，可以得到第一灾害事件集中的第一灾害事件之间的传递关系，例如燃气泄露事件可能导致火灾爆炸事件的发生，即图2中的“燃气泄露→火灾爆炸”、火灾爆炸事件可能导致供气中断事件的发生，即图2中的“火灾爆炸→供气中断”；根据其传递关系构建第一传播网络，具体如图2所示。其中，事件关联要素，可以理解为第一传播网络中的具有事件导向关系的箭头，“→”，或者“←”。
S300：根据目标燃气管线的周边情况，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络；其中，周边情况包括距离目标燃气管线预设范围内的多个真实承灾体；第二传播网络包括多个第二灾害事件，以及多个第二灾害事件之间的传递关系。
具体地，考虑到不同燃气管线周边存在的孕灾环境和承灾体也各有差异，实际应用时需要先结合燃气管线周边的实际承灾体情况（例如图3中的“燃气管线区域承灾体”），对第一传播网络（例如图3中的“初始灾害链传播网络”）进行动态调整，得到第二传播网络（例如图3中的“燃气管线区域动态灾害链网络”），具体如下：
根据目标燃气管线周边的实际承灾体情况，对第一承灾体集进行筛选，将第一承灾体集中与多个实际承灾体无关的第一承灾体进行删减，得到与多个实际承灾体对应的第二承灾体集；
根据第二承灾体集中的第二承灾体，对第一传播网络进行动态调整，将第一传播网络中与第二承灾体无关的第一灾害事件进行删减，并将第一传播网络中与第二承灾体无关的第一灾害事件的事件关联要素（例如第一传播网络中的具有事件导向关系的箭头，“→”，或者“←”）进行删减，得到第二传播网络。以图2的第一传播网络为例，当第二承灾体中不包括供热设施时，那么就需要将第一传播网络中与供热设施有关的第一灾害事件，以及对应的事件关联要素进行删减，即图2中的“→供热设施受损”和“供热设施受损→”。
更具体地，本发明中的第二传播网络相当于“燃气管线区域动态灾害链网络”，可以理解为根据目标燃气管线的预设范围内的多个真实承灾体，对第一传播网络进行动态调整，得到由目标燃气管线泄露可能导致的灾害链网络。
步骤S300包括但不限于S310至S330：
S310：根据多个真实承灾体，对第一承灾体集进行筛选，得到第二承灾体集；第二承灾体集包括与多个真实承灾体对应的多个第二承灾体。
具体地，根据距离目标燃气管线预设范围内的多个实际承灾体，对第一承灾体集中的第一承灾体进行筛选，将第一承灾体集中与多个实际承灾体无关的第一承灾体进行删减，得到与多个实际承灾体对应的多个第二承灾体集，将其作为第二承灾体集。
S320：从第一灾害事件集中筛选出与多个第二承灾体相关联的多个第二灾害事件，将多个第二灾害事件作为第二灾害事件集。
具体地，根据第二承灾体集中的多个第二承灾体，对第一灾害事件集中的第一灾害事件进行筛选，将第一灾害事件集中的与多个第二承灾体无关的第一灾害事件进行删减，得到与多个第二承灾体相关联的多个第二灾害事件，并以此构建第二灾害事件集。
S330：根据第二灾害事件集，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络。
具体地，根据第二灾害事件集中的第二灾害事件，对第一传播网络进行调整，例如将第一传播网络中与第二灾害事件无关的第一灾害事件进行删减，并删去对应的关联关系要素（例如图2中“燃气泄露”指向“火灾爆炸”的箭头），得到第二传播网络。
优选地，目标燃气管线的周边情况是根据该段燃气管道的保护范围和控制范围确定的承灾体，如表1所示。
表1 燃气管线的承灾体考虑范围
| 管道类型 | 范围 |
| 中低压燃气管道 | 管壁及设施外缘两侧6米以内的区域 |
| 次高压燃气管道 | 管壁及设施外缘10米以内的区域 |
| 高压燃气管道、天然气长输管道 | 管壁及设施外缘50米以内的区域 |
S400：确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率；待评估事件表示第二传播网络中的任意一个第二灾害事件，待评估事件可以是目标燃气管线泄露导致的具有多个灾害事件的灾害链中的任意一个灾害事件；第三灾害事件表示第二传播网络中的与待评估事件具有第一传递关系的第二灾害事件，第一传递关系用于表示第三灾害事件导致待评估事件发生。
具体地，第三灾害事件导致待评估事件发生的概率可以基于对事故案例集统计分析和专家修正，使用主客观分值相结合的方法计算得到，具体如下：
首先基于对燃气管网泄露的事故案例进行统计分析的结果，得到第三灾害事件导致待评估事件发生的初步概率情况；然后在此基础上结合专家意见对初步概率情况进行修正，得到第三灾害事件导致待评估事件发生的概率。其中，修正的主要原则是参考横向对比事件间传递概率，以消除因样本数量限制带来的影响。计算公式如下所示：
其中，A表示第三灾害事件，B表示待评估事件，
表示第三灾害事件导致待评估事件发生的概率/>
，/>
表示事故案例集中由第三灾害事件导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，/>
表示事故案例集中第三灾害事件未导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，两者事故案例的统计均是基于第三灾害事件和待评估事件的孕灾环境同时具备案例的统计，以防止案例中环境复杂导致的概率统计偏差。/>
表示专家横向比较各事件情况后给出的修正概率值。
S500：根据第二传播网络，确定待评估事件的连通度。
具体地，连通度表示待评估事件在第二传播网络中与其他灾害事件的连通情况，其他灾害事件表示第二传播网络中的除待评估事件以外的第二灾害事件。
步骤S500包括但不限于步骤S510至步骤S520：
S510：根据第二传播网络，计算待评估事件的入度和出度。
具体地，入度表示第二传播网络中由其他灾害事件导致待评估事件发生的路径的数量，出度表示第二传播网络中由待评估事件导致其他灾害事件发生的路径的数量。
S510：根据入度和出度，确定待评估事件的连通度。
具体地，可以通过以下公式确定待评估事件的连通度：
其中，
表示连通度，表征该待评估事件在第二传播网络中与其他灾害事件的连通情况，/>
值越大，表明该待评估事件与其他灾害事件联系越多，越容易引起其他灾害事件的传递和后果；/>
表示入度，表示第二传播网络中由其他灾害事件导致待评估事件发生的路径的数量；/>
表示出度，表示第二传播网络中由待评估事件导致其他灾害事件发生的路径的数量。由于灾害发生时，该事件可能导致的后果往往比导致该事件的后果更严重，因此对入度取0.5的系数。
S600：根据与待评估事件相关联的承灾体，确定待评估事件的损失系数。
具体地，根据与待评估事件相关联的不同类型的承灾体的数量、对应类型的承灾体的权重，以及待评估事件的区域加权系数，确定待评估事件的损失系数，具体如下：
其中，E表示与待评估事件相关联的各类承灾体的损失系数；g表示待评估事件的区域加权系数，取值1-1.5，当该区域有重要政治经济或敏感性建筑时，该区域加权系数相应增大；
表示第i种承灾体类型的数量，当燃气管线周边存在不同类型的承灾体时，需要对承灾体类型进行统计，考虑不同类型的承灾体的数量，并考虑每种承灾体类型的重要性权重，进行加权计算得到燃气管网周边的各种承灾体的损失系数。同时，对于政治经济或较为敏感的区域，加权系数相应提升，以充分体现该区域发生燃气事故后果的重要性。/>
表示对应类型的承灾体的权重，权重计算方法可以使用层次分析法，考虑不同承灾体类型两两相对权重，构造判断矩阵，符合一致性校验后进行归一化处理，不同类型的承灾体的对应权重如下表所示：
表2 不同类型承灾体的权重系数
| 承灾体类型 | 居住建筑 | 商业建筑 | 生产建筑 | 公共建筑 | 交通道路 | 油气管网 | 给排水管网 | 电网 | 通信网络 | 供热管网 |
| 权重系数 | 0.2081 | 0.1556 | 0.1069 | 0.1422 | 0.1233 | 0.0959 | 0.0485 | 0.0421 | 0.0365 | 0.0409 |
更具体地，随着不同管线区域的变化，管线区域内承灾体以及灾害链网格也会相应改变，此时计算灾害链后果时，主要是为了对包含多段管线的整个区域进行综合比较和管理，因而不需要重新对权重进行归一化权重计算，以保证整个区域后果度量方式的统一。
优选地，由于待评估事件的损失系数较难直接衡量，与不同区域经济发展水平和社会活动相关性较大，因此在损失系数计算时不再量化计算其数值，而是通过事件的关联节点表示，当某节点事件关联类似后果越多，表明该事故后果越严重，例如当待评估事件为“其他供气设施受损”时，其事件的关联节点为{供气中断，商业休市，企业停产，生活不便，经济损失，社会影响，人员伤亡，环境污染}，同时在系统构建时可进行文字提示。
S700：根据概率、连通度以及损失系数，确定待评估事件的风险值。
具体地，在根据目标燃气管线的周边情况，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络（例如图4中的“区域灾害链事故动态网络”）的基础上，确定第三灾害事件导致待评估发生的概率（例如图4中的“灾害链传递概率”）、待评估事件的连通度（例如图4中的“灾害链事件连通度”）以及待评估事件的损失系数（例如图4中的“事件后果损失系数”）；在此基础上，能够确定该待评估事件的风险值（例如图4中的灾害链事件风险），具体如下：
其中，
表示待评估事件的风险值，/>
表示第i条第三灾害事件导致待评估事件发生的概率/>
，m表示第二传播网络中第三灾害事件导致待评估事件发生的路径数，/>
表示待评估事件的连通度，/>
表示与待评估事件相关联的第/>
种类型的承灾体的损失系数，n表示与待评估事件相关联的承灾体的类型的数量。
优选地，在确定目标燃气管线的第二传播网络的待评估事件的风险值之后，还包括：输出与待评估事件对应的后果集，并对其后果集进行文字提示。
具体地，后果集是指由待评估事件引发的灾害事件的集合，例如第二传播网络中“其他供气设施受损”可能导致的后果集Zi={供气中断，商业休市，企业停产，生活不便，经济损失，社会影响，人员伤亡，环境污染}。
优选地，方法还包括：为第二传播网络中的所有第二灾害事件分别确定风险值，并根据所有第二灾害事件的风险值，确定目标燃气管线的第二传播网络的综合风险值（例如图4中的“区域灾害链综合风险”），具体如下：
其中，R为目标燃气管线的第二传播网络的综合风险值，
为第i个第二灾害事件的风险值，k为第二传播网络中包含的第二灾害事件的数量。
优选地，本发明还提供了一种燃气灾害链预测系统，如图5所示，包括：
基础数据模块：根据不同区段燃气管线的承灾体情况，生成该区域燃气管线的灾害事故集和承灾体集。
区域动态网格构建模块：根据灾害事故集和承灾体集，构建适用于该区域的燃气管网泄露的传播网络。
综合风险输出与展示模块：综合展示输出结果，并对后果进行文字提示。
优选地，本发明综合考虑了评估精度和评估可操作性，进而提出了保证精度和效果的燃气管线评估方案。在评估精度上，方案可进一步优化，例如灾害链后果分析的核心是环境系数的判别，本发明通过构建环境系数库，对燃气管网不同管线区域环境特征系数进行赋值，以动态变化灾害链网格，评估灾害链风险。还可根据其他量化方法，对燃气管线特征环境系数进行进一步改进提高。
本发明技术方案，还具备如下技术效果：
1、本发明通过灾害后果损失估算，提供便捷的灾害事故后果确定方法，以便利于对整体灾害事故后果的评估；
2、本发明能有效对区域燃气管网系统灾害链传播风险进行计算，考虑不同管线区域环境特征，可操作性强，实施效果好；
3、本发明具有灾害链事件覆盖全面、充分考虑燃气管线周边建筑与设施动态构建网格、算法精准有效的特点而取得了良好效果，有效助力了燃气管网管理系统中灾害链分析的实施。
实施例2
本施例提供一种燃气管线泄露的风险评估装置，如图6所示，包括：
案例处理模块，用于通过对事故案例集进行数据处理，得到第一灾害事件集和第一承灾体集；事故案例集包括多个燃气管线泄露事件，第一灾害事件集包括由燃气管线泄露事件导致的多个第一灾害事件，第一承灾体集包括受燃气管线泄露事件影响的多个第一承灾体；
第一传播网络构建模块，用于根据多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络；第一传播网络包括多个第一灾害事件，以及多个第一灾害事件之间的传递关系；
第二传播网络构建模块，用于根据目标燃气管线的周边情况，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络；其中，周边情况包括距离目标燃气管线预设范围内的多个真实承灾体；第二传播网络包括多个第二灾害事件，以及多个第二灾害事件之间的传递关系；
概率确定模块，用于确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率；待评估事件表示第二传播网络中的任意一个第二灾害事件，第三灾害事件表示第二传播网络中的与待评估事件具有第一传递关系的第二灾害事件，第一传递关系用于表示第三灾害事件导致待评估事件发生；
连通度确定模块，用于根据第二传播网络，确定待评估事件的连通度，连通度表示待评估事件在第二传播网络中与其他灾害事件的连通情况，其他灾害事件表示第二传播网络中的除待评估事件以外的第二灾害事件；
损失系数确定模块，用于根据与待评估事件相关联的承灾体，确定待评估事件的损失系数；
风险值确定模块，用于根据概率、连通度以及损失系数，确定待评估事件的风险值。
在本示例中，具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
优选地，第一传播网络构建模块，包括：
矩阵构建单元，用于根据多个第一灾害事件之间的因果关系，构建邻接矩阵；
第一传播网络构建单元，用于根据邻接矩阵，以及事件关联要素，将第一灾害事件集中具有传递关系的第一灾害事件进行连接，得到第一传递网络。
在本示例中，具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
优选地，矩阵构建单元，用于执行以下公式：
其中，
表示邻接矩阵，/>
表示第一灾害事件的总数，/>
表示第i个第一灾害事件对第j个第一灾害事件的因果关系。
在本示例中，具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
优选地，第二传播网络构建模块，包括：
第二承灾集构建单元，用于根据多个真实承灾体，对第一承灾体集进行筛选，得到第二承灾体集；第二承灾体集包括与多个真实承灾体对应的多个第二承灾体；
第二灾害事件集构建单元，用于从第一灾害事件集中筛选出与多个第二承灾体相关联的多个第二灾害事件，将多个第二灾害事件作为第二灾害事件集；
第二传播网络构建单元，用于根据第二灾害事件集，对第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络。
在本示例中，具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
优选地，概率确定模块，用于执行以下公式，包括：
其中，A表示第三灾害事件，B表示待评估事件，
表示第三灾害事件导致待评估事件发生的概率，/>
表示事故案例集中由第三灾害事件导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，/>
表示事故案例集中第三灾害事件未导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，/>
表示修正概率值。
在本示例中，具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
优选地，连通度确定模块，包括：
入度出度计算单元，用于根据第二传播网络，计算待评估事件的入度和出度；入度表示第二传播网络中由其他灾害事件导致待评估事件发生的路径的数量，出度表示第二传播网络中由待评估事件导致其他灾害事件发生的路径的数量；
连通度确定单元，用于根据入度和出度，确定待评估事件的连通度。
在本示例中，具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
优选地，损失系数确定模块,包括：
损失系数确定单元，用于根据与待评估事件相关联的不同类型的承灾体的数量、对应类型的承灾体的权重，以及待评估事件的区域加权系数，确定待评估事件的损失系数。
在本示例中，具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
实施例3
本发明还提供一种计算机设备，如图7所示，包括存储器和处理器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的各种实施方式提供的燃气管线泄露的风险评估方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的各种实施方式提供的燃气管线泄露的风险评估方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种燃气管线泄露的风险评估方法，其特征在于，包括：
通过对事故案例集进行数据处理，得到第一灾害事件集和第一承灾体集；所述事故案例集包括多个燃气管线泄露事件，所述第一灾害事件集包括由燃气管线泄露事件导致的多个第一灾害事件，所述第一承灾体集包括受燃气管线泄露事件影响的多个第一承灾体；
根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络；所述第一传播网络包括多个第一灾害事件，以及多个第一灾害事件之间的传递关系；
根据目标燃气管线的周边情况，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络；其中，所述周边情况包括距离所述目标燃气管线预设范围内的多个真实承灾体；所述第二传播网络包括多个第二灾害事件，以及所述多个第二灾害事件之间的传递关系；
确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率；所述待评估事件表示所述第二传播网络中的任意一个第二灾害事件，所述第三灾害事件表示所述第二传播网络中的与所述待评估事件具有第一传递关系的第二灾害事件，所述第一传递关系用于表示第三灾害事件导致所述待评估事件发生；
根据所述第二传播网络，确定待评估事件的连通度，所述连通度表示所述待评估事件在所述第二传播网络中与其他灾害事件的连通情况，所述其他灾害事件表示所述第二传播网络中的除待评估事件以外的第二灾害事件；
根据与所述待评估事件相关联的承灾体，确定所述待评估事件的损失系数；
根据所述概率、所述连通度以及所述损失系数，确定所述待评估事件的风险值；
所述根据所述概率、所述连通度以及所述损失系数，确定所述待评估事件的风险值，包括：
其中，
表示待评估事件的风险值，/>
表示第i条第三灾害事件导致待评估事件发生的概率，m表示第二传播网络中第三灾害事件导致待评估事件发生的路径数，/>
表示待评估事件的连通度，/>
表示与待评估事件相关联的第/>
种类型的承灾体的损失系数，n表示与待评估事件相关联的承灾体的类型的数量。
2.根据权利要求1所述的燃气管线泄露的风险评估方法，其特征在于，所述根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络，包括：
根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建邻接矩阵；
根据所述邻接矩阵，以及事件关联要素，将第一灾害事件集中具有传递关系的第一灾害事件进行连接，得到所述第一传递网络。
3.根据权利要求2所述的燃气管线泄露的风险评估方法，其特征在于，所述根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建邻接矩阵，包括：
其中，
表示邻接矩阵，/>
表示第一灾害事件的总数，/>
表示第i个第一灾害事件对第j个第一灾害事件的因果关系。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃气管线泄露的风险评估方法，其特征在于，所述根据目标燃气管线的周边情况，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络，包括：
根据所述多个真实承灾体，对所述第一承灾体集进行筛选，得到第二承灾体集；所述第二承灾体集包括与所述多个真实承灾体对应的多个第二承灾体；
从所述第一灾害事件集中筛选出与所述多个第二承灾体相关联的多个第二灾害事件，将所述多个第二灾害事件作为第二灾害事件集；
根据所述第二灾害事件集，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络。
5.根据权利要求1所述的燃气管线泄露的风险评估方法，其特征在于，所述确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率，包括：
其中，A表示第三灾害事件，B表示待评估事件，
表示第三灾害事件导致待评估事件发生的概率，/>
表示事故案例集中由第三灾害事件导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，/>
表示事故案例集中第三灾害事件未导致待评估事件发生的燃气管线泄露事件的数量，/>
表示修正概率值。
6.根据权利要求1或5所述的燃气管线泄露的风险评估方法，其特征在于，所述根据所述第二传播网络，确定待评估事件的连通度，包括：
根据所述第二传播网络，计算所述待评估事件的入度和出度；所述入度表示所述第二传播网络中由其他灾害事件导致所述待评估事件发生的路径的数量，所述出度表示所述第二传播网络中由所述待评估事件导致其他灾害事件发生的路径的数量；
根据所述入度和所述出度，确定所述待评估事件的连通度。
7.根据权利要求1或5所述的燃气管线泄露的风险评估方法，其特征在于，所述根据与所述待评估事件相关联的承灾体，确定所述待评估事件的损失系数,包括：
根据与所述待评估事件相关联的不同类型的承灾体的数量、对应类型的承灾体的权重，以及所述待评估事件的区域加权系数，确定所述待评估事件的损失系数。
8.一种燃气管线泄露的风险评估装置，其特征在于，包括：
案例处理模块，用于通过对事故案例集进行数据处理，得到第一灾害事件集和第一承灾体集；所述事故案例集包括多个燃气管线泄露事件，所述第一灾害事件集包括由燃气管线泄露事件导致的多个第一灾害事件，所述第一承灾体集包括受燃气管线泄露事件影响的多个第一承灾体；
第一传播网络构建模块，用于根据所述多个第一灾害事件之间的因果关系，构建第一传播网络；所述第一传播网络包括多个第一灾害事件，以及多个第一灾害事件之间的传递关系；
第二传播网络构建模块，用于根据目标燃气管线的周边情况，对所述第一传播网络进行动态调整，得到第二传播网络；其中，所述周边情况包括距离所述目标燃气管线预设范围内的多个真实承灾体；所述第二传播网络包括多个第二灾害事件，以及所述多个第二灾害事件之间的传递关系；
概率确定模块，用于确定第三灾害事件导致待评估事件发生的概率；所述待评估事件表示所述第二传播网络中的任意一个第二灾害事件，所述第三灾害事件表示所述第二传播网络中的与所述待评估事件具有第一传递关系的第二灾害事件，所述第一传递关系用于表示第三灾害事件导致所述待评估事件发生；
连通度确定模块，用于根据所述第二传播网络，确定待评估事件的连通度，所述连通度表示所述待评估事件在所述第二传播网络中与其他灾害事件的连通情况，所述其他灾害事件表示所述第二传播网络中的除待评估事件以外的第二灾害事件；
损失系数确定模块，用于根据与所述待评估事件相关联的承灾体，确定所述待评估事件的损失系数；
风险值确定模块，用于根据所述概率、所述连通度以及所述损失系数，确定所述待评估事件的风险值；
所述根据所述概率、所述连通度以及所述损失系数，确定所述待评估事件的风险值，包括：
其中，
表示待评估事件的风险值，/>
表示第i条第三灾害事件导致待评估事件发生的概率，m表示第二传播网络中第三灾害事件导致待评估事件发生的路径数，/>
表示待评估事件的连通度，/>
表示与待评估事件相关联的第/>
种类型的承灾体的损失系数，n表示与待评估事件相关联的承灾体的类型的数量。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有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权利要求1至7任一项所述的燃气管线泄露的风险评估方法的步骤。
10.一种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权利要求1至7任一项所述的燃气管线泄露的风险评估方法的步骤。
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