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1、第24卷第9期 天 然 气 工 业 经营管理3基于风险的油气管道最优完整性维护决策(一)1112张鹏 陈利琼 侯向秦 施林圆(1.西南石油学院 2.中国石油西南油气田分公司输气管理处) 张鹏等.基于风险的油气管道最优完整性维护决策(一).天然气工业,2004;24(9):159162 摘 要 对管线进行完整性维护是目前管道公司的一项重要任务。文章分析了油气管线风险评价技术的现状,指出目前研究工作的范围和重点;介绍了一种处理管线维护资源最优分配的技术———基于风险的管线
2、完整性维护决策优化技术。该方法分为系统排序和决策分析两过程:系统排序按照完整性维修等级或单位风险降低费用对不同管段进行排序;决策分析评估可供选择的维修方式,确定每一个目标管段的最优维修方式。建立了管道完整性维护决策的数学模型,模型包括五要素:状态集、决策集、概率分布、后果函数、决策准则与最优值。着重介绍了完整性维护决策优化的效用函数方法,包括效用函数的定义、分析原理、多准则效用函数的评估方法、基于效用函数的决策树、效用函数的构成等。还介绍了有限费用的决策优化方法。最后指出定量风险评价以及该技术中存在的难点,并提出建议。 主题
3、词 油气集输 管道维修 费用 风险分析 决策分析 在役管道完整性是指在运行条件下,管道系统定控制管道事故的措施。特点是不必建立精确的数及各组成部分能够满足运行要求,安全经济地完成学模型和计算方法,对影响失效概率和结果的不同〔1〕输送任务的各项性能指标的完整程度。其完整性因素进行主观打分,再用简单公式对这些分数进行维护是全世界管道公司关心的一个主要问题,要搞处理,得出代表风险水平的指数。〔3,5〕好这项工作需要大量的投入。受维护资源的限制, 半定量风险评价以风险的数量指标为基础,管理者需将有限的资金最有效地用于降低管线的风对
4、管道事故损失后果和事故发生概率按权重值各自〔2〕险,以提高管线运行的安全性。因此应在对管道分配一个指标,然后用加和除将两个对应事故概率进行风险评价基础上,对管道完整性维护决策进行和后果严重程度的指标进行组合,从而形成一个相优化,采取经济合理的措施提高管道完整性。对风险指标。近年来,为了有效处理专家打分中的主观信息,管线模糊风险评价技术也得到了开发和一、管道风险评价技术现状〔6,7〕应用。 迄今为止,管道风险分析方法可分为:定性风险 定量风险分析是管道风险评价的高级阶段,也评价、半定量风险分析和定量风险分析3类。叫做概率风险
5、评价。该方法基于失效概率和失效结〔3,4〕 定性风险评价的主要作用是找出管道系统果直接评价的基础上。目前大多数研究工作集中于存在哪些事故危险及诱发因素,这些因素对系统的生命安全风险或经济风险上,而生命安全风险、环境影响程度及在何种条件下会导致管道失效,最终确破坏风险和经济风险的综合评价尚未有合适的方3本文为石油科技中青年创新基金、油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金(PLN0113)、四川省应用基础研究专项基金(01GY051-40)资助项目。 作者简介:张鹏,1964年生,教授、博士生导师;先后毕业于西南石油学院、
6、哈尔滨建筑大学,2000年从哈尔滨工业大学力学博士后流动站完成研究工作;现任西南石油学院建筑工程学院副院长,主要从事油气管道安全可靠性评价、剩余寿命评估和风险评价与管理技术等方面的研究工作。地址:(610500)四川省成都市新都区新都大道8号西南石油学院建筑工程学院。电话:(028)83032105。E2mail:zp-swpi@sina.com·159·经营管理天 然 气 工 业 2004年9月法。 另外,现行方法中尚没有采用失效概率来定量〔8〕决策整体性维护策略。二、管道完整性维护策略问题
7、的提出 现行的风险分析方法应回答:①不同管段的风险怎样与全线进行比较;②特定管段的生命风险或经济风险的可接受水平。而实施最优完整性维护活动需要回答:①管线系统中哪一管段需要通过提高完整性维护来降低风险;②对这些管段,完整性维修活动的最优组合是什么。 用风险分析方法回答这些问题的步骤如图1所示。该图说明了实施基于风险的完整性维修的技术过程,也指出了需要进一步发展的学科领域。图2 管线完整性维修的风险性优化框架 如图2所示,框图中允许根据决策分析阶段的信息修正系统排序的结果。最初的排序是根据风险水平(即风险水平较高的管段排序
8、在前)或风险降低的费用(即降低单位风险所需费用较低的管段排序在前)进行的。由于特定的维修活动实现的风险降低水平是未知的,因此风险降低的费用只能主观地估计。在完成目标管段的决策分析后,给定管段的最优风险降低抉择成为已知,且其费用也就确定了。这样就可得到每一管段单位风险降低费用的
