以ISM和AHP分析燃气输配站设施的风险影响因素*

2016-11-23马子超李泽华

安全 2016年10期

关键词：燃气权重高压

马子超　李杰　李泽华

首都经济贸易大学安全与环境工程学院

以ISM和AHP分析燃气输配站设施的风险影响因素*

马子超李杰李泽华

首都经济贸易大学安全与环境工程学院

本文根据ISM解释结构模型，找出了影响燃气输配站最深层次影响因素工艺流程。根据AHP层次分析法，计算出所有元素的权重，其中占权重最大的三项是城市管网的权重为0.2064，地面设备的权重为0.1726，燃气质量的权重为0.1533。以此模型的建立对燃气输配站设施风险管理提供参考。

燃气输配站设施；风险影响因素；层次分析；解释解构模型

北京市燃气城市官网主要由陕京一线、二线、三线和港清线、港清复线等输向北京向北京供气。经过高压A站、高压B站和次高压A、次高B调压后再进入中压城市官网。城市输气输配系统，通常是指从燃气接收站开始，通过不同压力级别的压力管网和压力设备把燃气按用户所需的压力、数量输送到用户为止的综合设施。城市燃气输配系统主要由门站、燃气管网、储气设施、调压设施等共同组成。截止2015年9月30日，集团公司运行的天然气管线16598km，其中高压A管线296km，高压B管线451km，次高压A管线719km。调压站（箱）17015个，其中高压A站20座。高压B站36座，高压B箱31座，次高站54座，次高箱193座，中低压箱16674座，供应区域覆盖北京各城区和除延庆外的所有郊区县。接收门站8座，储气球罐站16座。

燃气输配站是燃气输配系统的重要组成部分，其影响着城市居民的日常用气和工厂生产用气。国内外学者对城市燃气输配系统的管理和评价，管网和管道风险评估做了很多深入研究，但对燃气输配站设施的风险研究的研究较少。为此，笔者用AHP和ISM对燃气输配站设施系统进行研究，从而制定有效的预防措施和治理方案提供科学依据，提高管理水平。

1 燃气输配站设施的ISM模型分析

1.1因素选取

笔者经文献资料[1]分析，也内专家探讨分析和过往事故报告，提出16个燃气输配站设施安全指标的主要影响因素[2-3]，见表1、2。

表1　北京市燃气输配站数量以及分布

表2　燃气输配站设施安全体系影响因素

1.2邻接矩阵建立

燃气输配站设施的邻接矩阵把每个要素之间的关系用0和1，表示便于定性分析。首先，通过北京市某燃气公司专家打分，确定燃气输配站设施16个因素之间的相关性。之后，画出16×16的矩阵，Si为行Sj为列，Si与Sj有直接关系则aij为1，Si与Sj有无直接关系则aij为0。最终，所画出的矩阵A就是邻接矩阵。

1.3可达矩阵建立

可达矩阵是指用矩阵的形式，描述各元素之间，经过一定长度道路后的可到达程度。将邻接矩阵R与单位矩阵I相加后验算求得[4]，如式（1）。运用布尔代数运算，直到满足：Rr= Rr-1

1.4层级划分

可达矩阵的列向量行向量分别是燃气输配站设施安全系统的可达集与前因集。矩阵中某一元素可达集与前因集的并集等于可达集，这一元素就是这一级中的要素。经计算，燃气输配站设施安全影响因素的第1级节点：L1=[13,6,11]；在可达矩阵中划去S13S6S11相应的行和列；计算第2级可达矩阵前因级与可达级的节点：L2=[1,2,3,4,5,7,8,9,12,14,15]；同理，计算出燃气输配站设施安全影响因素的低3级节点L3=[10]。根据分级结果缩减层次化处理，得出燃气输配站设施安全系统的ISM模型，如图1。

图1　燃气输配站设施安全的ISM模型

燃气输配站设施安全体系16个要素分为了3层，第一层的表面直接影响因素要素为S13应急预案S6医护条件S11消防与安全措施。第一层的要素直接影响到燃气输配站应对突发事件的应急能力，能够减少人员伤亡，减少财产损失。第一层的要素受到第二层要素的影响，如：S1周边环境、S2腐蚀因素、S3设计施工、S4工作负荷、S5使用年限、S7仪表自控系统、S8储气设施、S9安全阀与阀门、S12运转设备、S14燃气质量、S15城市管网。这说明影响燃气输配站设施安全是一个复杂的系统。

2 AHP方法分析

ISM解释结构模型分析方法只能对燃气输配站设施的安全影响因素做定性分析，故用AHP层次分析法对其进行定量分析[5-6]。运筹学家萨芬最早提出AHP层次分析法，运用标度法对每一个元素进行比较，根据不同的重要度给出不同的标度值，构造出相应的矩阵，经计算得出每一个元素的权向量，最后对一致性比例进行验证。由ISM模型得出AHP模型，如图2。