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1、第23卷第5期油 气 储 运·19·管道完整性维护决策优化模型3陈利琼 张 鹏范志刚赵春兰(西南石油学院)(中国石油管道分公司乌鲁木齐输气处)(西南石油学院)陈利琼 张 鹏等:管道完整性维护决策优化模型,油气储运,2004,23(5)19～22。摘 要 选择最佳的管道完整性维护措施最简便的方法是决策分析。为了定量地进行决策分析,建立了管道完整性维护决策的数学模型,具体介绍了几种模型的表示法。对模型中的状态变量、决策变量、后果发生概率、效用函数等进行了初步研究。主题词 油气管道 完整性 维护 决策 优化 模型 在役管道完整性是指在运行条件下,管道
2、系统题中而发展起来的一种决策方法。它以主观概率和及各组成部分能够满足运行要求,安全经济地完成反映个人价值取向的效用函数为主要概念,大大开〔1〕输送任务的各项性能指标的完整程度。目前,世拓了统计决策方法领域,是决策理论的一个分支。界上许多大型油气管网都进入了老龄阶段,其完整决策分析提供了一种定量的决策方法,已经发展成性情况日趋恶化,大大影响了管道运行的经济性与为运筹学、系统科学和管理工作的重要工具。〔3〕安全性,在役管道的完整性维护已成为全世界管道图1是一个管道整体性维护问题的简化决策公司关心的一个主要问题。突破维护资源的资金限影响图,该图由节点网络和方向弧
3、线组成,节点代表制,选择最佳的管道完整性维护措施,最简便的方法影响决策问题的参数,弧线代表这些参数之间的关是进行决策分析,而要进行定量的管道完整性维护系。方形节点即决策节点代表一个确定参数(或行决策分析,就有必要建立决策的数学模型。动或方案),圆形节点即机会点代表一个不确定性参数。管道状态指管道是否会失效,这是一个不确定一、优化管道完整性维护决策的方法性参数。决策节点到管道状态节点的弧线表示后者在某种程度上依赖于前者,后果是不确定性的,取决 油气管道完整性维护决策问题是在已知管道状于决策和管道状态。图1中的圆角方形节点为值节态出现概率前提下的风险型决策问
4、题,这类决策问点,代表决策准则,是优化的基础。如果值函数定义〔2〕为“使更好的决策具有较高期望值”时,最优决策就题有以下两个特点。(1)系统的状态是受到不可控制或不确定性随是使期望值最大的那一个决策。机因素影响的结果,状态出现的概率为主观概率,是图1包含了决策问题中的对象。一般地,一个决策者凭借自己的主观经验做出的判断。决策问题必须具备以下5个条件。(2)由于决策者对后果的偏好程度不同,决策者(1)决策者必须有希望达到的明确的目标。解决一个决策问题要凭借主观概率和自己的价值观(2)给出系统所处的各种可能状态。念,因而要承担一定的风险。(3)存在着供人们选择
5、的不同决策方案。优化这类决策问题的最简便方法是决策分析。(4)知道系统各种状态出现的可能性大小。它是以概率论和数理统计为理论基础,把统计决策(5)对在各种决策下不同状态所对应的后果(收方法应用于含有不可控制或不确定性因素的决策问益或损失)作出评估。3610500,四川省成都市新都西南石油学院博2001级;电话:(028)83030089。©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·20· 油 气 储 运
6、 2004年 减少管段风险而采取的措施”,决策变量中要考虑到维护方式、维护资金、维护和检测周期等因素。如果决策者对一管段列出了一系列降低风险的方案,则决策集为A={a1,a2,⋯ai,⋯,aI,}。〔4〕3、 后果概率分布p定义:在某一决策下系统发生或存在的某种状态,称为该决策下系统出现的后果,记为C=(a,θ)。后果出现的可能性,称为后果发生概率,它是决策变量a和状态变量θ的函数,即概率分布,记为p(a,θ),一个决策问题的所有后果发生概率都应给出。在管道的完整性维护决策系统中,状态的发生概率是在一个维护决策ai下,管段出现断裂θ1
7、、穿图1 运用影响图作出的完整性维护决策基本框架孔θ2或不失效θ3等状态的可能性,分别表示为pi1=p(ai,θ1)、pi2=p(ai,θ2)、pi3=p(ai,θ3)。显然pi1+pi2+pi3=1。〔2〕4、 效用函数u二、决策数学模型的建立定义:效用是在有风险的情况下决策者对后果所造成的收益或损失价值的偏好感觉或反应的数量 要选出最优方案,实现管理者的既定目标,就必指标,它是决策人对选取的决策a与可能出现的状须采用科学的方法,确定目标函数,找到决策过程各态θ共同决定的后果看法的一种量化,是两者的函变量间的约束关系,建立起能反映问题本质的特征数,称为
8、效用函数,记为u=u(a,θ)。在同一决策和量的规律的数学模型,为
