摘要

城市油氣管道重大事故風險防控與應急輔助決策支持系統(tǒng)實現(xiàn)了對管道狀態(tài)、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(yōu)選等功能。

摘要：基于關系數(shù)據(jù)庫，采用C/S(客戶端/服務器)開發(fā)模式，利用數(shù)字化手段將事故應急決策、隱患防控與現(xiàn)役管道事故特點關聯(lián)，在風險防控和預警等級評估方法應用創(chuàng)新的基礎上以VB為開發(fā)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(tǒng)。其系統(tǒng)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(yōu)選模塊等，實現(xiàn)了對管道狀態(tài)、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(yōu)選等功能。對充分保證管道事故發(fā)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(tǒng)；事故風險

目前，我國陸上油氣管道總里程超過12×104km，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(guī)劃不合理、法規(guī)標準欠缺、監(jiān)管困難等問題，使我國油氣管道進入事故易發(fā)期。城市油氣管道因位于人口密集區(qū)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(fā)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(tǒng)性整理和技術性開發(fā)。

1 系統(tǒng)框架設計

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(yōu)選模塊、系統(tǒng)維護與幫助模塊。該系統(tǒng)立足于大量的管道基礎數(shù)據(jù)和事故隱患數(shù)據(jù)，通過采用VB程序語言和ADO方式對Access數(shù)據(jù)庫進行訪問和操作，通過SQL語言對數(shù)據(jù)庫內的數(shù)據(jù)進行修改和查詢，方便了用戶對數(shù)據(jù)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(tǒng)數(shù)據(jù)庫具有一定的統(tǒng)一性和兼容性。根據(jù)需要，數(shù)據(jù)庫存放于本地電腦。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含管道基本信息、管道運行狀態(tài)性能參數(shù)、維修數(shù)據(jù)、事故數(shù)據(jù)等。

圖1 城市油氣管道重大事故風險防控與應急決策系統(tǒng)層次結構

2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

2.1 登陸與主界面

開始運行系統(tǒng)后出現(xiàn)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(yōu)選、系統(tǒng)幫助與維護。

圖2 資源加載窗口

圖3 軟件系統(tǒng)運行主界面

2.2 綜合信息管理

可方便地實現(xiàn)城市油氣管道主要性能參數(shù)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(tài)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(shù)據(jù)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(yōu)選

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

圖7 應急決策優(yōu)選界面

2.5 系統(tǒng)幫助與維護

包括數(shù)據(jù)庫維護、幫助信息、關于軟件等部分，主要實現(xiàn)含數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復、數(shù)據(jù)清理、系統(tǒng)說明在內的多項功能。

3 系統(tǒng)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(jiān)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(tǒng)進行防控預警等級分析和應急方案決策優(yōu)選。

3.1 防控預警等級分析

根據(jù)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(xiàn)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。風險評定之后，依據(jù)改進的肯特（W.Kent）管道風險評價方法(piperiskmanagementmanual)，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(xiàn)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(qū)間為（5,7），對照城市油氣管道相對風險指數(shù)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

圖12 預警等級分析評定實例

3.2 應急方案策略優(yōu)選

根據(jù)對事故的應急方案分析，結合專家對現(xiàn)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(jù)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(jù)各屬性效用函數(shù)表達式，得出效用數(shù)據(jù)輸出值如圖 14所示；在應急決策優(yōu)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(yōu)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(yōu)方案，優(yōu)選結果如圖 15所示。