輸氣管道完整性管理的效能評(píng)價(jià)是完整性循環(huán)管理的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是對(duì)完整性工作所獲得的管理效果、效益的綜合反映。管道管理者需要檢測(cè)或衡量其效能，在下一次管道完整性管理循環(huán)工作中持續(xù)改進(jìn)，為管理體系持續(xù)循環(huán)和提升提供動(dòng)力與保障^[1-8]。因此，如何開(kāi)展管道完整性效能評(píng)價(jià)以及采用何種技術(shù)方法使評(píng)價(jià)效果更有效、真實(shí)是目前管道企業(yè)亟待解決的問(wèn)題。有必要詳細(xì)分析影響評(píng)價(jià)效果的投入和產(chǎn)出要素，通過(guò)建立不同效能評(píng)價(jià)模型，明確各模型的適用管理類型，為管道完整性效能評(píng)價(jià)管理提供理論依據(jù)。

針對(duì)目前我國(guó)管道完整性效能評(píng)價(jià)技術(shù)尚不完善的現(xiàn)狀，結(jié)合武器裝備、教育、電力等系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)思路，分析天然氣管道完整性管理效能評(píng)價(jià)模式。為定量分析評(píng)價(jià)效果，基于經(jīng)濟(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，分別建立了C²R模型、 AHP模型及模糊綜合評(píng)價(jià)模型，明確各模型的適用條件和范圍。針對(duì)靖西天然氣管道特性，選取最優(yōu)化的效能評(píng)價(jià)模型。

1 效能評(píng)價(jià)原理

效能評(píng)價(jià)是指對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行的某個(gè)步驟的過(guò)程、結(jié)果等性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，就其完成質(zhì)量、作用發(fā)揮、資源損耗等指標(biāo)進(jìn)行量化或結(jié)論性評(píng)價(jià)。通過(guò)評(píng)價(jià)可直觀得出實(shí)施管道完整性管理前后管道事故事件及損失情況，發(fā)現(xiàn)管道完整性管理中存在的缺陷和不足，有效改進(jìn)管理工作模式。

借鑒武器裝備、教育、電力等系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)思路^[9-11]，文獻(xiàn)[12]通過(guò)對(duì)比鑒定式效能評(píng)價(jià)、改進(jìn)式效能評(píng)價(jià)及綜合效能評(píng)價(jià)三種常用的效能評(píng)價(jià)模式的特點(diǎn)，分析論證了綜合效能評(píng)價(jià)模式既可以評(píng)價(jià)系統(tǒng)效能的高低，又明確了系統(tǒng)效能的影響因素，為系統(tǒng)管理、運(yùn)行維護(hù)及后續(xù)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考。

管道完整性管理工作的六大模塊是一個(gè)有機(jī)的整體，需要采集大量的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)，且具有多產(chǎn)入、多產(chǎn)出的特點(diǎn)，各單項(xiàng)工作的評(píng)價(jià)結(jié)論并不能代表管道完整性整體效能的高低，因此綜合效能評(píng)價(jià)模式能更全面的評(píng)價(jià)管道完整性管理效果。

2 綜合效能評(píng)價(jià)模型

國(guó)內(nèi)管道企業(yè)對(duì)于管道完整性管理效能評(píng)價(jià)尚處于技術(shù)研究階段，采用的評(píng)價(jià)方法也不盡相同。大致分為數(shù)理理論、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及重現(xiàn)決策支持方法評(píng)價(jià)。具有代表性的評(píng)價(jià)模型有C²R模型、 AHP模型及模糊綜合評(píng)價(jià)法等。

2.1 C²R模型

C²R模型是以相對(duì)效率為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，由于其具有多輸入的特性，是用來(lái)評(píng)價(jià)同類事情相對(duì)效率的有效方法，近幾年主要運(yùn)企業(yè)效率的評(píng)價(jià)中。

假設(shè)有n個(gè)決策單元，x為投入指標(biāo)，每個(gè)決策單元有m種類型的輸入，即耗費(fèi)的資源；y為產(chǎn)出指標(biāo)，每個(gè)決策單元有r種類型的輸出，即工作成效。各單元確定有相同數(shù)量的投入和產(chǎn)出指標(biāo)，則第j個(gè)評(píng)價(jià)決策單元的DMU（j=1,2,...,n）投入與產(chǎn)出指標(biāo)的向量表示為

，

。

決策單元DMU矩陣可表示為

                                    （1）

x_mj表示第j個(gè)決策單元的第m個(gè)投入指標(biāo)值，x_rj表示第j個(gè)決策單元的第r個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)值。

用v和u分別表示投入和產(chǎn)出指標(biāo)的權(quán)系數(shù)，第j個(gè)決策單元的多項(xiàng)投入與產(chǎn)出綜合效率評(píng)價(jià)指標(biāo)可表示為

                                                             （2）

求解第k個(gè)決策單元的效能評(píng)價(jià)值即求解h_k的最大值，最優(yōu)化模型為

                                            （3）

C²R模型適用于有實(shí)際投入及產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)據(jù)，并根據(jù)該數(shù)據(jù)，對(duì)相同類型單位進(jìn)行評(píng)價(jià)，且不必每個(gè)決策單元都處于生產(chǎn)有效狀態(tài)的完整性評(píng)價(jià)體系。

2.2 AHP模型

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱AHP）是指將一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)（或準(zhǔn)則、約束）的若干層次，通過(guò)定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序（權(quán)數(shù)）和總排序，以作為目標(biāo)（多指標(biāo)）、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。

對(duì)各指標(biāo)之間進(jìn)行兩兩對(duì)比，按9分位比率排定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)優(yōu)劣順序，依次構(gòu)造出評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣為

                                         （4）

其中，A為判別矩陣， a_ij為要素i與要素j重要性比較結(jié)果，并存在以下關(guān)系：

                                                            （5）

式中，a_ij有9種取值可能，分別表示i 要素對(duì)于j要素的重要程度由輕到重。

    根據(jù)判斷矩陣求出各指標(biāo)相對(duì)權(quán)重值，可通過(guò)幾何平均法或規(guī)范列平均法。幾何平均法主要是將判斷矩陣的各行或各列向量求幾何平均后進(jìn)行歸一化，其表達(dá)式為

                                                     （6）

    規(guī)范列平均法主要是對(duì)所構(gòu)造判斷矩陣的n各列向量進(jìn)行歸一化的算術(shù)平均值，即

                                                      （7）

層次分析法主要是從評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)價(jià)問(wèn)題的本質(zhì)、要素的理解出發(fā)，比一般的定量方法更講求定性的分析和判斷。所需的定量數(shù)據(jù)信息較少，定性成分多，僅適用于數(shù)據(jù)量較少的模型，指標(biāo)過(guò)多時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大，權(quán)重難則以確定，進(jìn)而影響評(píng)價(jià)效果。

2.3 模糊綜合評(píng)價(jià)模型

模糊綜合評(píng)價(jià)方法是模糊數(shù)學(xué)中應(yīng)用的比較廣泛的一種方法。對(duì)定性的判斷進(jìn)行量化，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單。

模糊綜合評(píng)價(jià)是對(duì)受多種因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)的一種十分有效的多因素決策方法，其特點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)地肯定或否定，而是以一個(gè)模糊集合來(lái)表示。對(duì)于需要精確評(píng)價(jià)結(jié)果的模型并不適用。

3 靖西天然氣管道效能評(píng)價(jià)

參照文獻(xiàn)[13]中對(duì)效能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的描述，就靖西天然氣管道本體完整性管理而言，涉及的投入指標(biāo)分為數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、完整性評(píng)價(jià)及維修維護(hù)四大類，共計(jì)45小項(xiàng)，產(chǎn)生指標(biāo)分為年度結(jié)果指標(biāo)及累計(jì)結(jié)果指標(biāo)兩大類，共8小項(xiàng)。具有多投入、多產(chǎn)出的特質(zhì)，且各種投入和產(chǎn)出在性質(zhì)和價(jià)值方面都存在巨大的差異。因此采用C²R模型對(duì)決策單元進(jìn)行效能評(píng)價(jià)較為合理。

靖西輸氣管道自北向南地貌復(fù)雜多變，沿線與高速路，城市郊區(qū)等地帶交叉較多，高后果區(qū)及高風(fēng)險(xiǎn)段所占比例高，該段投入也相對(duì)較大。為平衡不同管段風(fēng)險(xiǎn)治理投入的差異性，在采用C²R模型的同時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況確定管理難度系數(shù)，調(diào)整投入指標(biāo)比例，使得管理難度較大的管段即使投入較高，但其經(jīng)濟(jì)效益則更為合理。

    根據(jù)管道本體高風(fēng)險(xiǎn)管段率及高后果區(qū)率確定管理難度，本體管理難度調(diào)整系數(shù)表達(dá)式為

                                          （8）

    其中，F_i為管道本體管理難度調(diào)整系數(shù)；R_HR-P為管道本體高風(fēng)險(xiǎn)管段率；L_HR-p為管道本體高風(fēng)險(xiǎn)管段總里程。

4 結(jié)論

（1）結(jié)合武器裝備、教育、電力等系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)思路，將管道完整性管理視為多投入、多產(chǎn)出的復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，其評(píng)價(jià)模式為綜合效能評(píng)價(jià)。

（2）基于經(jīng)濟(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，分別建立了C²R模型、 AHP模型及模糊綜合評(píng)價(jià)模型，明確了各模型的適用條件和范圍。

（3）針對(duì)靖西天然氣管道特性，提出了采用C²R模型，并根據(jù)不同管段高后果區(qū)域投入差異，建議調(diào)整投入指標(biāo)，并給出了管道本體管理難度調(diào)整系數(shù)表達(dá)式。 

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作者：張東明， 1973年生，高級(jí)工程師，1996年畢業(yè)于西南石油大學(xué)天然氣加工專業(yè)，現(xiàn)主要從事天然氣儲(chǔ)運(yùn)及管道完整性管理工作。

《管道保護(hù)》2018年第3期（總第40期）