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城市水泥管道风险评估系统结构
根据建设部"十五"科技发展规划的要求，深圳燃气集团于2001年初在国内率先开展"城市水泥管道风险评估系统"课题研究。研究过程中，分析了各个不同模块的内在本质，根据各自的特点，借鉴国内外评估理论，尤其是应用数学的最新进展，分别建立了相应的数学模型。
事故可能性根据其成因分为腐蚀防护、外力破损、运行裕量、管理力度四个模块综合确定，后果严重度评估则包括人身伤亡、政治影响、经济损失等方面的考虑，根据风险矩阵确定每个管段的运行风险等级。整个系统由7个模块组成(图1)，简称"七模块评估系统"。
腐蚀防护的影响因素很多，大多可以量化，其测试方法有行业标准可以参照(标准按长输管道制定，用于城市管道时需修正，不宜直接引用)。在聚类和主成分分析的基础上，经过不断的探索，分别建立了人工神经网络和线性综合评估的数学模型。通过择优，并考虑到目前检测数据的数量和可靠性均有待补充和提高，最终确定采用人工神经网络模型。其具有强大的自学习、自修正功能，便于今后的扩充和移植。
外力破损的影响因素大多难以准确量化，且随机性强，需进行模糊处理匀。根据影响外力破损因素的具体情况，采用了故障树分析和模糊综合评价法相结合的数学模型。通过故障树分析，得到引起外力破损的各种基本事件的内在逻辑关系，算得各种基本事件的结构重要度，再将之作为模糊综合评判法的权重向量，求得外力破损的综合评判向量，最后按照最大隶属度原则确定各管段外力破损可能性的等级。
运行裕量的影响因素都可以准确量化，且各因素间相关度较低，适合建立多因素评分模型。模型参数(权重和标准分)由专家调查法确定，创新性地提出了专家意见综合可信度的概念和计算办法。
管理力度采用人员可靠性分析方法，基于对水泥管道运行和维护工作流程的特征分析，确定根据巡查员的合格性、熟练、性能、稳定性、工作负荷量、体力差异等因素，统计回归各评估参数，得到管理力度等级的评估模型。
腐蚀防护、外力破损、运行裕量、管理力度四方面对管道爆燃事故可能性的贡献是不同的，采用德尔菲法确定各个方面的权重，经过模糊综合得到每个管段的事故可能性的模糊等级。
对管道事故后果严重度的评价，采用层次分析与模糊综合评价法相结合的评价模型。对实地采集或调查的数据和资料，通过层次分析计算评价因素的权重集，根据国内外风险评估经验设定模糊隶属度函数，将影响后果严重度的各因素作为模糊评价因素。通过模糊计算，求得模糊综合评价结果向量，进而得到后果严重度的模糊等级。
管道运行风险等级的确定，选用美国石油学会《基于风险的检验规范》 (API 581)推荐的风险矩阵。在管道评价时，以前述评定所得的事故可能性与后果严重度等级为矩阵元素的脚标，矩阵中相应元素的数值即为管道的风险等级，矩阵包含轻微风险、一般风险、较大风险、极大风险共4个数值。矩阵是非对称的，偏重于后果严重度。
事故可能性根据其成因分为腐蚀防护、外力破损、运行裕量、管理力度四个模块综合确定，后果严重度评估则包括人身伤亡、政治影响、经济损失等方面的考虑，根据风险矩阵确定每个管段的运行风险等级。整个系统由7个模块组成(图1)，简称"七模块评估系统"。
腐蚀防护的影响因素很多，大多可以量化，其测试方法有行业标准可以参照(标准按长输管道制定，用于城市管道时需修正，不宜直接引用)。在聚类和主成分分析的基础上，经过不断的探索，分别建立了人工神经网络和线性综合评估的数学模型。通过择优，并考虑到目前检测数据的数量和可靠性均有待补充和提高，最终确定采用人工神经网络模型。其具有强大的自学习、自修正功能，便于今后的扩充和移植。
外力破损的影响因素大多难以准确量化，且随机性强，需进行模糊处理匀。根据影响外力破损因素的具体情况，采用了故障树分析和模糊综合评价法相结合的数学模型。通过故障树分析，得到引起外力破损的各种基本事件的内在逻辑关系，算得各种基本事件的结构重要度，再将之作为模糊综合评判法的权重向量，求得外力破损的综合评判向量，最后按照最大隶属度原则确定各管段外力破损可能性的等级。
运行裕量的影响因素都可以准确量化，且各因素间相关度较低，适合建立多因素评分模型。模型参数(权重和标准分)由专家调查法确定，创新性地提出了专家意见综合可信度的概念和计算办法。
管理力度采用人员可靠性分析方法，基于对水泥管道运行和维护工作流程的特征分析，确定根据巡查员的合格性、熟练、性能、稳定性、工作负荷量、体力差异等因素，统计回归各评估参数，得到管理力度等级的评估模型。
腐蚀防护、外力破损、运行裕量、管理力度四方面对管道爆燃事故可能性的贡献是不同的，采用德尔菲法确定各个方面的权重，经过模糊综合得到每个管段的事故可能性的模糊等级。
对管道事故后果严重度的评价，采用层次分析与模糊综合评价法相结合的评价模型。对实地采集或调查的数据和资料，通过层次分析计算评价因素的权重集，根据国内外风险评估经验设定模糊隶属度函数，将影响后果严重度的各因素作为模糊评价因素。通过模糊计算，求得模糊综合评价结果向量，进而得到后果严重度的模糊等级。
管道运行风险等级的确定，选用美国石油学会《基于风险的检验规范》 (API 581)推荐的风险矩阵。在管道评价时，以前述评定所得的事故可能性与后果严重度等级为矩阵元素的脚标，矩阵中相应元素的数值即为管道的风险等级，矩阵包含轻微风险、一般风险、较大风险、极大风险共4个数值。矩阵是非对称的，偏重于后果严重度。
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