基于网格化评价的燃气管网风险管控方案研究

2022-09-22詹淑慧顾寻奥

煤气与热力 2022年9期

1 概述

城镇燃气管道是城市的生命线工程，为保证其安全稳定运行，需要对燃气管网进行风险评价，对高风险管网给出风险管控措施以降低或控制风险。

以往对燃气管道风险的研究大多是对单一管段进行风险评价，或对风险管控措施进行归纳

。本文通过综合区域范围内管道自身因素和外部影响因素，对燃气管网进行风险评价，根据评价结果，针对区域管网风险特点匹配相应的风险管控措施。将城镇燃气管网划分为若干网格，建立风险评价模型对网格区域内所有燃气管道进行风险评价，然后基于产生式规则建立风险管控措施匹配模型，将管控措施与风险评价结果相匹配，为需要整改的高风险区域提出风险管控措施建议。以北京市某小区为例，对该小区进行燃气管网综合风险评价，并给出相应风险管控方案建议。流程见图1。

2 城镇燃气管网网格化风险评价

网格化是根据城市的地理布局将地域划分为若干个网格状的单元，本文借鉴了目前政府网格化管理中网格的划分方法

。一般网格划分精度为1 km×1 km或500 m×500 m，考虑目前高精准燃气泄漏检测车的检测能力范围是行进路线两侧各150 m的情况，本文以300 m×300 m的网格划分精度将所研究的区域划分为若干网格，以每一个网格为基础单位来评价城镇燃气管网的风险。

网格化风险评价首先需要收集各网格区域内与评价指标相关的数据，建立网格化风险评价模型，最后将数据代入风险评价模型，得出一个网格的综合风险值。该评价方法的优点是可以对区域内燃气管网的综合风险进行评价，不局限于某一条管段，并且考虑了外部环境对管网风险的影响。网格的综合风险值是将网格内燃气管网与外部环境的真实数据代入风险评价模型得出的，避免了专家打分过程中人为主观因素的影响，使评价结果更加客观。

2.1 网格化风险评价模型

城镇燃气输配系统中，管道按材质可分为钢质管道和PE管道。室外钢质管道相对于PE管道敷设时间早，在役15 a左右的埋地钢质管道的腐蚀老化情况已经十分严重，导致燃气管道泄漏事故频发。因此本文将针对埋地钢质管道进行风险评价。

① 建立网格化风险结构模型

“传统文化进校园”对继承和弘扬中华民族优秀传统文化，促进社会主义精神文明建设，加强优秀传统文化在青少年中的宣传普及工作，具有重大意义。

本文从发生燃气事故的可能性(即失效可能性)及后果严重性出发，通过分析埋地燃气管道泄漏事故的类型及原因，建立网格化风险结构模型，见图2。从失效可能性及后果严重性两方面，将影响网格内燃气管道风险的因素分为管道自身指标、周围环境指标和外力干扰指标等7个二级评价指标(以下简称二级指标)，以及管龄、气质、压力等级等23个三级评价指标(以下简称三级指标)。

田蓟苷对脑缺血再灌注损伤模型大鼠脑组织的保护作用研究 ……………………………………………… 马丽月等（20）：2805

② 指标权重的确定

指标权重使用专家打分法确定，步骤如下。

a.根据网格化风险结构模型设计专家调查表，由若干专家按重要程度对二级指标、三级指标进行赋分，以1～9分表示，9分为最重要。

无线技术的发展使得人们对于无线设备的续航能力提出了更高的要求，然而传统的供电或者充电模式阻碍了应用的发展。比如，对数量庞大的传感器节点进行有线充电或者更换电池时成本较大(例如无线传感器网络中)；甚至有时在许多关键应用中不能进行充电或更换电池操作(例如植入人体的医疗设备)。目前，针对这样一个紧迫的问题，一种有效的做法是致力于降低无线网络的能耗，优化传输协议。包括节能电路的设计，节能通信技术、节能协议以及节能软件、应用等的设计开发。

b.根据打分结果计算出每个二级指标的平均分

，并将所有二级指标的平均分相加计算出二级指标的总分

，则该二级指标的权重为

。三级指标的权重计算同理。网格化风险评价模型的各指标权重及分值见表1、2。

2.2 网格综合风险值计算

本文采用行业内被广泛应用的LS法

进行网格综合风险值计算，此方法为半定量评价，步骤如下。

① 评分标准分析

计算出二、三级指标权重后，参考CJJ 95—2013《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》、GB/T 27512—2011《埋地钢质管道风险评估方法》、SY/T 6859—2020《油气输送管道风险评价导则》等相关标准规范，按照权重以及分位数法赋予每一项指标以相应的分值。

以“有效阴极保护桩数量”指标为例说明评分标准的制定过程：首先赋予管道自身指标的三级指标的最大总分值为10分，其次依据指标权重得出有效阴极保护桩数量最大分值为1.5分，最后将有效阴极保护桩数量按照0只、1只、2～3只划分为3个等级。由于有效阴极保护桩数量越多，对网格内管道的影响越大，管网的失效可能性越小，因此有效阴极保护桩数量为0只时对应的分值为最大分值1.5分，然后按照分位数法得到有效阴极保护桩数量为1只、2～3只时对应的分值分别为1.0、0.5。同理可得到其他三级指标的分值。

② 综合风险值计算

针对每个网格，失效可能性三级指标分值之和与对应二级指标权重的乘积为该二级指标分值。所有二级指标分值之和为失效可能性得分，计算公式为：

(1)

(2)

式中

——网格

的权重

——第

个二级指标权重

——第

个二级指标下三级指标的数量

当值满足表4规定的相应条件时转化为1，否则转化为0，进而将评价矩阵转化为0、1评价矩阵。0、1评价矩阵表格形式示例见表6。

——失效可能性得分

对于赛利亚“混杂化”文化身份的确立，可在西斯内罗斯“混杂化”的写作语言和中得以体现。西斯内罗斯在用英语创作时融合了西班牙语，特别是与墨西哥文化相关的一些饮食、音乐和宗教，都保留了其母语名称。这产生了所谓的文学“重写本”，也就是杂交的一种形式。（Bruce,1990:19）这也是西斯内罗斯对文化身份的一种诠释和理解。

综合风险值计算公式为：

（3）研制钢筋笼自动绑扎或焊接智能设备。可按照导入的CAD网片规格进行全过程自动生产的智能设备；焊接或者绑扎的钢筋直径范围广，质量可靠；钢筋网络尺寸精确要高，在±10mm范围内；可根据预埋件、窗户、门口尺寸，自动按照预留尺寸开孔；具有互联网和通信接口，可方便技术人员通过互联网远程诊断/故障排除。

措施6：采用泄漏检测装备加强燃气管道泄漏检测。措施来源为CJJ/T 215—2014《城镇燃气管网泄漏检测技术规程》。实施方案为可使用高精准燃气泄漏检测车检测管道周边甲烷体积分数，或使用精度较高的甲烷检测仪，如激光甲烷检测仪。

(3)

式中

——综合风险值

参考《北京市安全风险管理实施办法》并结合专家意见，对网络依据综合风险值进行风险等级划分，结果见表3。

③ 多网格综合风险值计算

在实际工程中，规则网格无法完全覆盖运行片区、小区、行政区域等不规则管理区域，因此引入了一种对规则多网格和不规则多网格均适用的综合风险值计算方法。多网格综合风险值计算公式为：

(4)

(5)

式中

——第

个二级指标的分值

——网格

的综合风险值

——网格

与评价区域的重叠面积，m

——网格数量

——多网格综合风险值

同理，各网格权重与各网格二级指标的乘积之和为多网格的二级指标得分。

以图3中不规则评价区域覆盖4个编号为1～4的网格为例，假设每个网格是边长为2 m的正方形，则重叠面积分别为4 m

、4 m

、2 m

。假设1～4网格综合风险值分别为4、3、2、1，计算各自的权重分别为0.47、0.35、0.12、0.06，最终计算得到该不规则评价区域综合风险值为3.23。

3 网格化管控措施匹配模型

在实际应用中，需要根据不同网格的风险特点实施相应的风险管控措施，以达到控制风险的目的。

这些话是秦川亲口对戴菲儿说的，在酒后，在他们刚刚云雨以后。那时戴菲儿认为这不过他诸多玩笑里的一个。直到她终于确信。

3.1 产生式规则理论

专家系统是一种智能的计算机程序，它能借助源自于人类的专家知识采取一定的搜索策略，并通过推理的手段去解决某一特定领域的相关问题。产生式规则是专家系统中应用较多的一种，常用于表示具有因果关系的知识，其基本形式是：

THEN

薄水插秧，活蔸露田，浅水勤灌，干湿交替。当母本苗数达到300万／hm2时晒田，复水后要浅灌勤灌。注意抽穗扬花期遇高温要灌深水，降温增湿。灌浆到成熟阶段应浅水间歇灌溉，切忌断水过早。

其中，

代表一组前提或状态，

代表若干结论或动作，其含义是如果前提

得以满足，即为“真”，则可得出结论

或

所规定的动作。

产生式规则也可以用树形图来表示，子节点表示前提，父节点表示结论。当多个前提出现才能导致一个结论时，在多个表示前提的子节点间画一道弧线，见图4。

由于所评价网格区域中产生风险的原因不同，为了结合不同网格的风险特点，本文通过7个二级指标及23个三级指标构建筛选规则，组成规则库，使用规则库进行措施筛选。

3.2 基于产生式规则的风险管控措施匹配模型

风险管控措施

本文通过文献调研以及专家咨询的方式，归纳总结了如下燃气设施风险管控措施。

① 工程技术措施

措施2：加装燃气管道阴极保护、干扰防护等腐蚀控制装置。措施来源为CJJ 95—2013《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》。实施方案为检测阴极保护装置有效性，对无效阴极保护装置进行更换；未设置阴极保护装置的管道加装阴极保护装置；对杂散电流干扰明确的区域加设排流保护设施。

措施1：加密设置燃气设施安全警示标志。措施来源为CJJ 51—2016《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》。实施方案为在燃气管道沿线、转角、三通等处加装警示标志。

高考终于结束了。刚出考场，果果和爸爸就迎上来，“冻冻，爸爸说下星期带我们去海边哎。”果果兴奋的摇着我的手说。

措施3：进行燃气管道防腐层修复和腐蚀控制技术改造及修理。措施来源为CJJ 95—2013。实施方案为定期检测防腐层的有效性，对防腐层失效的管道计划性修复；对老旧金属管道进行更换，在满足设计工况的情况下优先选择PE管材和采用先进的防腐方法。

措施4：进行燃气管道及附属设施局部改造或全部改造。措施来源为CJJ 51—2016。实施方案为计划性更换改造老旧设备设施，并尽量采用优良材料。

② 管理措施

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年》中强调：大力发展职业教育，加快培养具有熟练技能等综合职业能力的高素质劳动者和技能型人才[1]。随着社会对服务质量和需求的变化，对人才的要求也越来越高，培养具有较强实践能力的技能型人才已成为中职学校的共同目标，但如何把中职生培养成社会需要的高素质的技能型人才，要进行实践和探究。

措施5：加强燃气管道及附属设施的运行维护和施工配合，必要时增加巡检频次。措施来源为CJJ 51—2016。实施方案为监测管道及附属设施的腐蚀情况及有效性；对涉及影响到地下燃气管道的工程，施工方应与燃气供应单位共同制定保护措施；监管单位对施工全过程进行有效安全管理。

措施7：定期开展燃气管道阴极保护装置测试和防腐层检测。措施来源为CJJ 51—2016。实施方案为钢质管道防腐层破损点巡检周期为每年1次，新投运管道的巡检周期为每2年1次，可视具体情况进行调整。

措施8：特大降雨、地震等突发灾害后，加强管道周边巡视。措施来源为CJJ 51—2016。实施方案为在极端天气或灾害事件后，尽快摸清损害情况，专项巡检，避免次生灾害的发生。

措施9：其他管线设施破坏或沉降等突发事故后，加强管道周边巡视。措施来源为CJJ 51—2016。实施方案为周边其他管线设施发生事故时，可能对燃气管道造成影响，应启动预警，配合防范，加强巡检，及时处置。

③ 应急措施

与此同时，多场展会同期活动也陆续拉开帷幕，思维碰撞与精彩观点将全方位呈现于此次展会上。本次展会现场组委会还联合参展企业共同推出了“珠江三角地区汽保精品特卖会”、“定时抽奖”、“限时竞拍”等系列优惠活动。

措施10：制定专项应急预案和现场处置方案，并定期开展应急演练。措施来源为GB/T 29639—2020《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》。实施方案为根据风险评价等级制定应急预案，明确应急职责与处置流程；定期更新应急预案并开展应急演练，对演练进行分析评估。

措施11：加强专业应急队伍建设和应急物资储备。措施来源为GB/T 29639—2020。实施方案为对应急资源情况进行调查以确保应急资源准备充足，应急专家与应急专业队伍能够满足应急处置需要，应急处置能力与燃气供应规模及业务匹配。

措施12：设置应急值守点，合作协同完成应急处置。措施来源为GB/T 29639—2020。实施方案为按照管辖范围，合理布置应急队伍及值守点；燃气供应单位的专兼职应急队伍应与专业应急救援队伍协同，对燃气系统进行控制、修复。

匹配规则

专家系统中人类专家的知识想要向计算机系统中“专家”的知识进行转化，需要制定相应的规则。根据网格综合风险评价后的结果实施适合的管控措施，可以避免人力、物力的浪费。根据表3的分级标准，风险等级在三级及以上需要进行整改，在综合专家意见以及相关标准后制定匹配规则，见表4。

风险管控措施匹配模型构建

① 构建评价矩阵

高安方言中的“杀人(sat4 in13)”作为动宾结构时，用法和含义与普通话无异，但接在其它形容词或动词之后时却转变为程度副词，表示程度极深。例如：

同理可得后果严重性得分

。

评价矩阵包含网格综合风险值、7项二级指标得分，以及依据表4中的条件选出的阴极保护、防腐层破损点、地震带附近网格、强沉降区网格等4个指标。网格综合风险值和二级指标得分由前文可以得出。若网格内没有有效阴极保护，赋值为1，否则为0；有防腐层破损点赋值为1，否则为0；网格处于地震带附近赋值为1，否则为0；网格处于强沉降区赋值为1，否则为0。网格评价矩阵表格形式示例见表5。

② 转化为0、1评价矩阵

临床中,大肠溃疡疾病患者根据其病因部位及病理变化不同,疾病发生期间在临床中的表现也各不相同,对其疾病的临床诊断造成了一定的干扰[1]。结肠镜检查在大肠溃疡疾病诊断中应用,有效的促进其疾病诊断准确率的提升,具有非常积极的作用和意义。下文将以我院收治的60例内镜下诊断非炎症性肠病大肠溃疡患者为例,对其临床特点及表现进行分析,以对内镜下诊断非炎症性肠病大肠溃疡的价值意义进行研究,以供参考。

——第

个三级指标的分值

③ 构建措施矩阵

根据表4所示的条件和措施对应关系，从0、1评价矩阵中筛选出相应项目及转化值，组成措施矩阵。以措施3为例，根据表4可知，要对网格内区域采取措施3的前提是“综合风险值大于160分”或“周围环境指标得分大于指标最大分值的30%”或“网格内存在防腐层破损点”。因此筛选出来的项目为网格综合风险值、周围环境指标和防腐层破损点，分别以

、

表示。构建的措施矩阵为：

④ 规则运算

嗜铬细胞瘤是第一种在肾上腺发现的肿瘤。1926年Roux首次成功地切除了嗜铬细胞瘤,但术前并不知道患者的诊断。嗜铬细胞瘤的手术风险比较高,直到l950年代初,其手术死亡率仍高达26%。从1960年代开始,在嗜铬细胞瘤围术期采用肾上腺素能受体阻滞剂酚妥拉明及更长效的酚苄明等药,并注意到血容量的及时补充,手术的死亡率才明显下降。近年来CT、MRI、131I-MIBG等技术的广泛应用,诊断例数较前增多,亦有单侧病变的报道[6]。

对措施矩阵进行与或规则运算，结果为1说明需要采取该措施，结果为0说明不需要采取该措施。仍以措施3为例，根据表4条件之间关系可知，需要对上述措施矩阵进行或运算，结果为1，因此需要对网格采取措施3。

4 应用实例

对北京市某小区钢质埋地燃气管道进行风险评价并应用风险管控措施匹配模型，确定该小区需要进行哪几种管控措施。将所研究的区域划分为尺寸为300 m×300 m的若干网格，该小区涉及到7个网格(编号为1～7)，见图5。小区区域内包含若干条燃气管道。

首先，根据网格化风险结构模型中的指标，收集该小区的相关数据，进行各指标得分计算和各网格综合风险值计算，构建网格评价矩阵，见表7。根据表7计算得到网格权重，见表8。依据多网格综合风险值计算公式计算得出多网格综合风险值，计算得出多网格的二级指标得分，进而构建出小区评价矩阵，见表9。

根据表4将小区评价矩阵转化为0、1评价矩阵，见表10。

根据表4的匹配规则构建措施矩阵并进行规则运算，获得小区的措施匹配结果，见表11。表中0为不实施，1为实施。

实地调研得知，该小区建设于1980年左右，属于老旧小区，房屋设施陈旧，楼体质量较差。小区内的燃气管道存在老化失修、防腐层破损等问题，而且人口密度大，如果出现燃气安全事故将会造成非常严重的后果。根据风险评价结果，该小区为三级风险等级，属于显著危险，需要整改。风险评价结果与小区实际情况基本相符，证明了所构建模型的有效性。