劉長鑫 陳國明 王斌 耿凱月 劉少杰

中國石油大學（華東）海洋油氣裝備與安全技術研究中心

摘要：基于關系數據庫，采用C/S(客戶端/服務器)開發模式，利用數字化手段將事故應急決策、隱患防控與現役管道事故特點關聯，在風險防控和預警等級評估方法應用創新的基礎上以VB為開發語言，設計城市油氣管道重大事故風險與應急輔助決策支持系統。其系統模塊包括管道設置模塊、管道綜合信息管理模塊、防控預警等級分析模塊、應急決策方案優選模塊等，實現了對管道狀態、維修、事故等信息的管理，對警兆風險以及預警等級的評定和劃分和應急預案效用值最大方案優選等功能。對充分保證管道事故發生后應急處置合理有效具有重要意義，具有較好的工程應用價值。

關鍵詞：油氣管道事故；應急；決策支持系統；事故風險

目前，我國陸上油氣管道總里程超過12×104 km，形成橫跨東西、縱貫南北、連通海外的油氣管網格局，但由于管道老化、規劃不合理、法規標準欠缺、監管困難等問題，使我國油氣管道進入事故易發期。城市油氣管道因位于人口密集區且與市政管網互相交錯建設，存在錯綜復雜且隱蔽性強的潛在風險因素，一旦發生事故，危害波及面積巨大，損失程度極為嚴重。有必要對城市油氣管道重大事故防控方法進行系統性整理和技術性開發。

1 系統框架設計

圖 1  城市油氣管道重大事故風險防控與應急決策系統層次結構

包括綜合信息管理模塊、防控預警等級分析模塊、應急決策優選模塊、系統維護與幫助模塊。

該系統立足于大量的管道基礎數據和事故隱患數據，通過采用VB程序語言和ADO方式對Access數據庫進行訪問和操作，通過SQL語言對數據庫內的數據進行修改和查詢，方便了用戶對數據庫的查詢與檢索信息。而且用SQL編寫的程序可以相互移植，因此本系統數據庫具有一定的統一性和兼容性。根據需要，數據庫存放于本地電腦。

數據庫系統包含管道基本信息、管道運行狀態性能參數、維修數據、事故數據等。

2 系統功能實現

2.1 登陸與主界面

開始運行系統后出現如圖2所示的資源加載窗口，隨即轉入管道設置窗口，可進行管道的增加、刪除和修改等操作。主界面如圖3所示，上端導航菜單欄中有四個下拉菜單：綜合信息管理、防控預警等級分析、應急決策優選、系統幫助與維護。

圖2 資源加載窗口

圖3 軟件系統運行主界面

2.2  綜合信息管理

可方便地實現城市油氣管道主要性能參數的查閱、修改等功能，以管道為項目單位進行管理，主要包括管道基本信息、運行狀態信息、維修信息、事故信息四部分。維修信息窗口如圖4所示，事故管理窗口如圖5所示。

圖4 管道維修信息窗口

圖5 管道事故數據窗口

2.3  防控預警等級分析

分為上下兩部分，上部分為警兆因子風險評定，下部分為風險預警等級評定界面如圖6所示。

圖6 防控預警等級分析界面

2.4  應急決策優選

主要包括事故屬性值設定與屬性重要度排名區和應急方案總效用值計算區兩大部分，界面如圖7所示。

圖7 應急決策優選界面

2.5  系統幫助與維護

包括數據庫維護、幫助信息、關于軟件等部分，主要實現含數據備份、數據恢復、數據清理、系統說明在內的多項功能。

3  系統應用實例分析

以某典型城市的天然氣管道為例，調研該城市天然氣管道風險監測預警主要指標信息和管道本身信息，并基于該管道事故提出5種可行性的應急決策方案，準備完備所有相關資料，應用該系統進行防控預警等級分析和應急方案決策優選。

3.1 防控預警等級分析

根據評價因子中所羅列的因素，在對應評價標準下拉菜單中選擇符合實際現場管道情況后，軟件自行判斷其對應的警度、風險分值、風險預警及控制策略，各評價因子的風險評定結果如圖8—11所示。

圖8  腐蝕因子風險評定

圖9 設備材料因子風險評定

圖10 誤操作因子風險評定

圖11 第三方破壞因子風險評定

風險評定之后，依據改進的肯特（W.Kent）管道風險評價方法( pipe risk management manual )[7]，參考著名油氣儲運專家潘家華教授提出的風險模型，結合城市油氣管道風險現狀，給出各風險評定因子的權重分配，計算每個評定因子的評分錄入預警等級分析界面(如圖12所示)，再計算出最終該管道的評分區間為[5,7]，對照城市油氣管道相對風險指數警度分級表得出預警等級為高風險巨警，并給出相應的防控策略。

圖12 預警等級分析評定實例

圖13 事故屬性樹排序

3.2  應急方案策略優選

根據對事故的應急方案分析，結合專家對現場事故評估判斷，將該事故涉及的6個屬性因素進行排序得到其重要度排名為：可避免人員傷亡>可避免經濟損失>社會正面影響>社會負面影響>政治影響>應急風險。根據排序結果和三種屬性權重確定方法（分別為RS法、RR法、ROC法），對各判定因素在該權重確定方法下的權重值進行計算賦值，其結果如圖13所示；利用效用分析模塊，輸入事故中各判定因素的真實影響值，根據各屬性效用函數表達式，得出效用數據輸出值如圖14所示；在應急決策優選界面得到不同方案其RR、RS、ROC權重計算法下的相應總效用值，通過擇優比較選取不同權重計算法下效用值最大的應急方案作為最優方案，優選結果如圖15所示。

圖14 效用分析值計算界面

圖15 應急策略優選界面

4 總結

（1）該系統通過ADO方式對Access數據庫進行訪問和操作，建立數據庫管理模塊，可實現對用戶各類管道的信息化管理，易于信息的及時調用和相關事故信息的實時調取查看，方便用戶管理。

（2）通過匹配評價標準數據庫，實現對管道各風險評定因子的警度與風險分值的自動評定，再結合改進的肯特管道風險評價方法給出的權重分配，得出城市油氣管道防控預警分級評定情況，對油氣管道的預警防控工作和監管應急工作具有一定的指導意義。

（3）通過比較現有預選應急方案的效用值，遴選出最有效的應急方案，使得管道重大事故發生時的應急方案決策更加科學合理，相關企業或政府部門決策更加迅速。系統操作簡單、穩定性強，可在城市油氣管道管理企業中推廣使用。

2010, 34(11):78-83.

[7] 田娜, 陳保東, 楊帆,等. 灰色關聯分析法在油氣管道半定量風險評價中的應用[J]. 石油工程建設, 2006, 32(1):17-21.

基金項目：山東省科技發展計劃項目(2014GSF120014)。

作者：劉長鑫，男，1993.04, 2016年6月畢業于中國石油大學（華東）安全工程專業，獲工學學士學位，現為中國石油大學（華東）在讀碩士研究生，研究方向為海洋油氣安全技術。

《管道保護》2017年第4期（總第35期）