長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估

徐惠，郭杰，陳曉艷，劉鵬，齊利峰

■質(zhì)量安全論壇

長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估

徐惠1，郭杰2，陳曉艷3，劉鵬1，齊利峰1

1.中國石化中原油田分公司油氣儲運中心（河南濮陽457000）
2.中國石油規(guī)劃總院（北京100083）
3.中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司第七設(shè)計院（廣東深圳518001）

長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估對長距離輸氣管道水毀工程的管理具有重要意義。通過調(diào)查分析水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，針對某輸氣管道的實際情況，選用“多投入—多產(chǎn)出”的效能評估模式，投入指標(biāo)為人力、財力、物力的投入，產(chǎn)出指標(biāo)為風(fēng)險辨識的有效性、風(fēng)險評估的有效性、風(fēng)險控制的有效性。制定相應(yīng)的效能評估指標(biāo)體系，并通過數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對其進(jìn)行效能評估。經(jīng)驗證，評估結(jié)果具有一定的合理性和準(zhǔn)確性，該效能評估技術(shù)具有較強的操作實用性。

長距離輸氣管道；水毀災(zāi)害；風(fēng)險管理；效能評估

長距離輸氣管道沿線地形地貌、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，加上人類的經(jīng)濟工程活動，導(dǎo)致了管道沿線地區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)。而在這些環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害中，水毀災(zāi)害是經(jīng)濟損失最嚴(yán)重、人口傷亡最多和社會影響最大的自然災(zāi)害之一。統(tǒng)計表明水毀災(zāi)害又是發(fā)生最頻繁的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，長距離輸氣管道在水毀災(zāi)害風(fēng)險管理方面取得了一定的防災(zāi)減災(zāi)效果，但是從未對其“投入—產(chǎn)出”進(jìn)行評估，因此對長距離輸氣管道開展水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估的研究對管道經(jīng)濟合理的安全、平穩(wěn)運行具有重要的意義。

1 效能評估模型

1.1效能評估模式

在滿足了法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)[1-2]強制相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，國外的管道企業(yè)一般會結(jié)合自身的實際情況，自行確定效能評價指標(biāo)體系。長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險評估過程是一種通過資金轉(zhuǎn)化為事物的資源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，達(dá)到降低管道的風(fēng)險，最終獲取管道的安全運營。而對于這種資源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)適合用最經(jīng)典的“投入—產(chǎn)出”評估模式[3]。結(jié)合國內(nèi)長距離輸氣管道的實際情況，采用“多投入—多產(chǎn)出”的效能評估模式進(jìn)行評估。

1.2效能評估模型

筆者采用多投入多產(chǎn)出的效能評估模式，投入指標(biāo)包括人力、財力、物力的投入，它包括風(fēng)險辨識投資、風(fēng)險評估投資、風(fēng)險控制投資，相對應(yīng)的產(chǎn)出指標(biāo)包括風(fēng)險辨識的有效性、風(fēng)險評估的有效性、風(fēng)險控制的有效性。其中風(fēng)險辨識的有效性可以由水毀災(zāi)害識別覆蓋率來表征，風(fēng)險評估的有效性體現(xiàn)在人因因素、物因因素、工程因素和管理因素4個方面，風(fēng)險控制的有效性則由水工保護(hù)工程和水毀災(zāi)害監(jiān)控情況兩方面組成。

1.3效能評估指標(biāo)體系的建立

在上述效能評估模型的基礎(chǔ)上，建立效能評估指標(biāo)體系，分為投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)兩部分。

1.3.1 投入指標(biāo)

投入指標(biāo)包括風(fēng)險辨識的投資、風(fēng)險評估的投

資、風(fēng)險控制的投資，也就是風(fēng)險辨識的投入費用、風(fēng)險評估的投入費用、風(fēng)險控制的投入費用。

1.3.2 產(chǎn)出指標(biāo)

產(chǎn)出指標(biāo)包括風(fēng)險辨識的有效性、風(fēng)險評估的有效性、風(fēng)險控制的有效性三類。

1.3.2.1 風(fēng)險辨識的有效性

風(fēng)險辨識的有效性由水毀災(zāi)害識別覆蓋率來表征。

風(fēng)險辨識有效性的指數(shù)可由式（1）計算：F=f（1）（1）式中：F為風(fēng)險辨識的有效性指數(shù)；f為水毀災(zāi)害識別覆蓋率的得分。

長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估風(fēng)險辨識有效性指數(shù)介于0～10之間。

1.3.2.2 風(fēng)險評估的有效性

風(fēng)險評估的有效性從人因因素、物因因素、工程因素、管理因素來考量。

1）人是項目的直接實施者，所以在工程項目中人的作用是顯著的，影響人的因素很多，主要有以下幾個方面：評估組人員技能、評估組人員年齡、評估組人員素質(zhì)和評估組人員責(zé)任心。

2）物因因素的選擇需要包括與資料有關(guān)的指標(biāo)，結(jié)合先前質(zhì)量影響因素物因因素辨識結(jié)果和綜合專家意見，確定有關(guān)資料收集物因因素的指標(biāo)有以下幾個方面：現(xiàn)場勘查的充分性、資料收集手段的完備性、獲得資料的可靠性、獲得資料的完整性。

3）工程因素對于對于風(fēng)險評估來講是最深遠(yuǎn)、最廣泛和最直接的，工程操作因素主要分為三部分：風(fēng)險評估實施前的工程操作因素、風(fēng)險評估實施中的工程操作因素、風(fēng)險評估完成階段的工程操作因素。

風(fēng)險評估實施前的工程因素包括：①風(fēng)險評估的法律依據(jù)；②評估方法的選擇；③評估對象的選擇；④風(fēng)險評估方案的可行性。

風(fēng)險評估實施過程中工程操作因素指標(biāo)：①評估模型的建立，即建立的完整性和科學(xué)性；②風(fēng)險因素辨識的有效性；③風(fēng)險因素辨識的可靠性；④風(fēng)險因素的量化科學(xué)性，包括模型的求解處理方法、權(quán)重的賦值等。

風(fēng)險評估完成階段工程操作因素指標(biāo)有：①風(fēng)險評估軟件，主要包括實用性和成熟度等；②可接受性風(fēng)險的制訂；③風(fēng)險緩解措施的制訂和調(diào)整；④風(fēng)險評估報告的編制。

4）管理因素對預(yù)防事故的發(fā)生是有相當(dāng)影響的，對各種導(dǎo)致評估質(zhì)量降低的因素嚴(yán)格控制，采取有效的管理措施，從而提高評估的質(zhì)量，事故就可以避免。這里選取與管理因素有關(guān)的以下指標(biāo)：①管理機構(gòu)；②管理制度及執(zhí)行；③管理人員配置；④進(jìn)度情況。

風(fēng)險評估有效性指數(shù)由式（2）計算：

式中：Z為風(fēng)險評估指數(shù)；Qji為第j個指標(biāo)中第i個變量的權(quán)重；Fji為第j個指標(biāo)中第i個變量的得分；n為風(fēng)險評估項目變量的個數(shù)。

長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估的風(fēng)險評估有效性指數(shù)Z介于0～10之間。

1.3.2.3 風(fēng)險控制的有效性

風(fēng)險控制的有效性體現(xiàn)在水工保護(hù)工程和水毀災(zāi)害監(jiān)控情況兩個方面。

水工保護(hù)工程是為保護(hù)管道安全運營服務(wù)的，它的使命就是在水毀災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展、消失的過程中確保管道的安全。水工保護(hù)工程可由水毀災(zāi)害風(fēng)險減緩效益和工程可用性來表征。對于風(fēng)險減緩效益就是指管道系統(tǒng)從無該水工保護(hù)工程時，水毀災(zāi)害從項目的立項之時發(fā)展到效能評價點給管道帶來的原風(fēng)險值降低到該水工保護(hù)工程存在時，水毀災(zāi)害給管道帶來的現(xiàn)風(fēng)險值。按照“有無對比法”將原風(fēng)險與現(xiàn)風(fēng)險的差值作為水工保護(hù)工程風(fēng)險減緩效益。風(fēng)險減緩準(zhǔn)則層的水工保護(hù)工程風(fēng)險減緩效益指數(shù)由式（3）計算：

式中：A為水工保護(hù)工程風(fēng)險減緩效益指數(shù)；wj為第j個指標(biāo)的權(quán)重；ryj為第j個指標(biāo)的原風(fēng)險值；rxj為第j個指標(biāo)的現(xiàn)風(fēng)險值。

長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險體現(xiàn)在以下方面：①管溝沉降和塌陷；②管道暴露和懸空；③邊坡滑塌。

工程可用性是衡量效能評估時間點之后，水工保護(hù)工程能繼續(xù)發(fā)揮效能的能力。工程可用性是預(yù)測工程未來繼續(xù)發(fā)揮效能的能力，可設(shè)立目前的工程質(zhì)量和工程維護(hù)狀況兩個指標(biāo)層。工程質(zhì)量是工程效能發(fā)揮的前提，沒有好的工程質(zhì)量，即使工程措施再合理、工程位置再恰當(dāng)，效能也沒有發(fā)揮的載體。工程可用性是用來預(yù)測工程未來繼續(xù)發(fā)揮效能的程度，所以除了考慮到工程的質(zhì)量問題還需要考慮工程維護(hù)水平。

工程可用性指數(shù)由式（4）計算：

式中：B為水工保護(hù)工程可用性指數(shù)；wji為第j個指標(biāo)中第i個變量的權(quán)重；uji為第j個指標(biāo)中第i個變量的分值。

那么水工保護(hù)工程的指數(shù)由式（5）計算：

工程質(zhì)量指標(biāo)有：①混凝土結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀質(zhì)量；②砌體結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀質(zhì)量；③柔性結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀質(zhì)量；④植草工程現(xiàn)狀質(zhì)量；⑤土工織物結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀質(zhì)量；⑥灰土結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀質(zhì)量；⑦混合結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀質(zhì)量。工程維護(hù)水平指標(biāo)有：①防止人為破壞；②維護(hù)局部損毀；③清除淤積障礙。

水毀災(zāi)害監(jiān)控情況可由監(jiān)控機構(gòu)和監(jiān)控方案兩個指標(biāo)來表述。水毀災(zāi)害監(jiān)控指數(shù)由式（6）計算：

式中：D為水毀災(zāi)害監(jiān)控指數(shù)；wj為監(jiān)控準(zhǔn)則中第j個指標(biāo)的權(quán)重；uj為第j個變量的分值。

那么風(fēng)險控制有效性指數(shù)E由式（7）計算：

長距離輸氣管道水毀災(zāi)害管理效能評估的風(fēng)險控制有效性的指數(shù)介于0～10之間。

1.4效能評估指標(biāo)權(quán)重的確定

對長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理進(jìn)行效能評估時，除了確定具體的評價指標(biāo)外，每個指標(biāo)在體系中的重要程度也是需要度量的，也就是指標(biāo)的權(quán)重。確定權(quán)重的方法主要分為兩大類：主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法主要以實踐經(jīng)驗和主觀判斷為主，客觀賦權(quán)法主要以數(shù)學(xué)方法為主，這里采用客觀賦權(quán)法。效能評估中最常用的客觀賦權(quán)法是層次分析法（AHP）[4]，本文采用在層次分析法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）[5-6]。

1.5效能評估指標(biāo)得分的確定

當(dāng)構(gòu)建出某一專項效能評估的所有指標(biāo)后，進(jìn)一步對底層指標(biāo)的量化給出具體評分標(biāo)準(zhǔn)，可以將每一指標(biāo)劃分為5個等級，其劃分原則如下：1分—指標(biāo)處于不可靠的狀態(tài)；3分—指標(biāo)可靠性程度較差；5分—指標(biāo)可靠性程度一般；8分—指標(biāo)可靠性程度良好；10分—指標(biāo)可靠性程度好[7]。在實際評價過程中，可以根據(jù)實際情況對每個指標(biāo)在等級劃分區(qū)間內(nèi)進(jìn)行插值評分。如遇評分項目中具體評價定量困難，可以采用“是否”兩級評價標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)：“是”為10分，“否”為0分（檢查情況介于兩者之間的，可以取中間值，如8、6、4、2或5）。

2 效能分級

為了使長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估的結(jié)果更加符合習(xí)慣認(rèn)識，針對決策單元的相對有效值乘以100為該決策單元的效能值得分，在每個決策單元中效能值得分最高為100分，根據(jù)效能值得分的高低分為高、較高、中、較低、低五級。效能值得分與評估結(jié)果分級見表1。

表1 效能評估結(jié)果分級表

3 案例分析

在此選取西氣東輸管道若干管理處的12處典型坡面水毀災(zāi)害點為例，對所研究的效能評估方法的合理性進(jìn)行驗證。首先運用網(wǎng)絡(luò)層次分析法計算出指標(biāo)權(quán)重值，然后根據(jù)效能評估指標(biāo)體系評分方法對各底層指標(biāo)進(jìn)行評分，結(jié)合各部分的評價指數(shù)計算公式，得出各部分的投入和產(chǎn)出指標(biāo)的決策單元，最后由數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法來計算出相對有效性值，從而得出效能排序和相應(yīng)的效能提高方案。

3.1指標(biāo)權(quán)重的確定與指標(biāo)評分

由網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）來確定指標(biāo)權(quán)重，以風(fēng)險評估有效性的指標(biāo)權(quán)重計算過程為例：首先建立組和節(jié)點，然后將它們連接起來如圖1所示，最后進(jìn)行評估/比較如圖2所示。

圖1 各組連接情況

圖2 問卷模式的界面

3.2數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法排序結(jié)果與分析

12處水毀災(zāi)害點水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估模塊調(diào)查數(shù)據(jù)見表2。

上述12處西氣東輸管道若干管理處的坡面水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估結(jié)果排序見表3。

表3的效能評估結(jié)果中豫皖管理處樁號A5、浙江管理處樁號A6、寧陜管理處樁號A8三處的相對有效性值為1。其中豫皖管理處樁號A5投入費用適中，且有較高的產(chǎn)出指數(shù)；浙江管理處樁號A6產(chǎn)出指數(shù)不高，風(fēng)險辨識的有效性指數(shù)偏低即風(fēng)險辨識覆蓋率偏低；風(fēng)險評估的有效性指數(shù)中現(xiàn)場勘查不充分、工作人員資質(zhì)不佳、所用設(shè)備可靠性偏低、風(fēng)險評估的法律依據(jù)過時、風(fēng)險因素量化欠科學(xué)、總項目進(jìn)度推遲5%～10%；風(fēng)險控制的有效性指數(shù)中的管道暴露和懸空風(fēng)險減緩指數(shù)偏低、植草工程現(xiàn)狀質(zhì)量不好、人為破壞活動沒能及時制止。但是其投入費用很少，故最后評估結(jié)果效能級別為高。寧陜管理處樁號A8產(chǎn)出指數(shù)中風(fēng)險辨識的有效性指數(shù)稍偏低即風(fēng)險辨識覆蓋率不到80%；風(fēng)險評估的有效性指數(shù)中的收集資料欠完整、評估模型的建立合理性不高；風(fēng)險控制的有效性指數(shù)中的管溝沉降和塌陷風(fēng)險減緩效益指數(shù)偏低、管道暴露和懸空風(fēng)險減緩效益指數(shù)偏低、混凝土結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀質(zhì)量不好、人為破壞活動沒能及時制止。但是其投入費用也比較少，故最后評估結(jié)果效能級別為高。相對有效性值排序第4的寧陜管理處樁號A12有較高的產(chǎn)出指數(shù)和較低的投入費用故最后評估結(jié)果效能級別為高。相對有效值排序第5、6、7、8的廣東管理處樁號A11、贛湘管理處樁號A9、廣東管理處樁號A1、贛

表2 坡面水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估實例數(shù)據(jù)

表3 坡面水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估結(jié)果

湘管理處樁號A2最后的評估結(jié)果效能級別都為較高，都是在投入費用適中的情況下有較高的產(chǎn)出指數(shù)。相對有效值排序第9的豫鄂管理處樁號A4的風(fēng)險辨識有效性指數(shù)稍偏低即風(fēng)險辨識覆蓋率不到80%，風(fēng)險評估有效性指數(shù)和風(fēng)險控制有效性指數(shù)較高且投入費用較少，故最后的評估結(jié)果效能級別為較高。相對有效值排序第10、11的贛湘管理處樁號A10、贛湘管理處樁號A7兩者都是產(chǎn)出指數(shù)較高，但是投入費用也較高，故最后的評估結(jié)果效能級別為中。相對有效值排序第12的寧陜管理處樁號A3雖然有很高的產(chǎn)出指數(shù)，但是其投入費用也很高，故最后的評估結(jié)果效能級別為較低。

4 結(jié)論

1）根據(jù)國內(nèi)外長輸管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理的背景和相關(guān)理論，提出長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估的觀點，并建立長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理的效能評估體系。

2）結(jié)合工程實際設(shè)計的長距離輸氣管道水毀災(zāi)害風(fēng)險管理效能評估體系，經(jīng)過實際案例檢驗，結(jié)果證明，該效能評估技術(shù)具有較強的操作實用性。

[1]American Petroleum Institute.Managing system integrity for hazardous liquid pipelines：API Standard 1160—2001[S]. Washington D C：API,2001.

[2]American Society of Mechanical Engineers.Managing system integrity of gas pipeline：ASME B31.8S2001[S].New York：ASME B 31 Committee,2001.

[3]湯林春.學(xué)校效能評價研究[D].上海：華東師范大學(xué),2005.

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[5]徐惠,姚安林,蔣宏業(yè),等.基于ANP的輸氣管道坡面水毀風(fēng)險緩解措施效能評估[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2015,31(1)：12-15.

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The effectiveness evaluation of flood damage risk management of long-distance gas pipeline is of important significance to the management of long-distance gas pipeline flood control projects.Through the investigation and analysis of the research status at home and abroad in the effectiveness assessment of flood disaster risk management,the effectiveness assessment mode of“multiple input and multiple output”is used for some gas pipeline.Input indicators include human input,financial input and material input,and the output indexes include the effectiveness of risk identification,the effectiveness of risk assessment and the effectiveness of risk control.The cor?responding performance evaluation index system is established,and the effectiveness of flood damage risk management of the gas pipe?line is evaluated using the data envelopment analysis(DEA).It is verified that the evaluation result of the gas pipeline is reasonable and accurate,and the effectiveness evaluation technology has strong operability.

long-distance gas pipeline;flood disaster;risk management;effectiveness evaluation

梅

2016-11-29

徐惠（1989-），女，碩士，主要從事油氣儲運方面的工作。