基于模糊綜合層次評價的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險評估

郭東 靳志軍 張安英

摘 要：針對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的風(fēng)險評估問題，本次研究首先對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險評估的指標(biāo)進(jìn)行確定，對模糊綜合層次分析方法進(jìn)行簡單介紹，最后建立起基于模糊綜合層次評價的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險評估系統(tǒng)，為保障城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運行奠定基礎(chǔ)。研究表明：城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，其安全問題的影響因素相對較多，且影響因素具有一定的不確定性，因此，進(jìn)行風(fēng)險評估的難度相對較大，而模糊綜合層次分析方法可以克服其他分析方法的劣勢，非常適用于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的風(fēng)險評估。

關(guān)鍵詞：模糊綜合層次評價;城市燃?xì)夤芫W(wǎng);評價指標(biāo);風(fēng)險評估;失效可能性

0 前言

目前，我國的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)逐漸完善，但是由于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)處于人口較為密集的區(qū)域，如果出現(xiàn)風(fēng)險問題，則會引起非常嚴(yán)重的后果，因此，保障城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的運行安全十分重要。在另一方面，由于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)所處的環(huán)境相對較為復(fù)雜，影響其安全運行的因素相對較多，因此，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)在運行的過程中將會面臨較多的安全威脅[1]。針對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的運行安全問題，本次研究提出了一種基于模糊綜合層次評價方法的管網(wǎng)評估模型，通過對其進(jìn)行風(fēng)險評估的方式，了解管網(wǎng)面臨的安全風(fēng)險，為保障城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運行奠定基礎(chǔ)。

1 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險評估指標(biāo)的確定

通過對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)出現(xiàn)的風(fēng)險事故進(jìn)行全面的調(diào)研，同時，結(jié)合專家咨詢，進(jìn)而確定了城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險評價的基本指標(biāo)，首先將管道失效作為管道運行過程中的最大風(fēng)險問題，則建立的評價模型中，目標(biāo)層僅含有一個指標(biāo)，即管道失效，將環(huán)境因素、人員因素、施工因素、腐蝕因素、第三方破壞因素以及失誤操作因素等六大因素作為管道失效的重要影響因素，即將這六種因素作為評價模型中的準(zhǔn)則層，在評價模型中的指標(biāo)層中，含有25個影響管道失效的二級因素，分別是暴雨、地震、火災(zāi)、冰凍、地面沉降、違規(guī)操作、安裝不當(dāng)、老化、設(shè)備超過使用周期、閥門關(guān)閉不及時、材料質(zhì)量、驗收、管理、設(shè)備操作、外腐蝕、內(nèi)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、地面活動、埋深、巡線、地面設(shè)施、設(shè)計、施工、運營、維護(hù)[2]。

2 模糊綜合層次分析方法

所謂的模糊層次分析方法就是將模糊評價方法與層次分析方法相互結(jié)合，通過對目標(biāo)進(jìn)行模糊變換的方式，對含有多種影響因素的對象進(jìn)行綜合性的評價，該種方法相對較為先進(jìn)，在其他領(lǐng)域已經(jīng)得到了成功應(yīng)用。同時，該種方法也屬于一種可以將定量分析和定性分析相互結(jié)合的方法，在使用的過程中可以對目標(biāo)和影響因素數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的量化，還可以克服人為因素對評價過程的干擾，防止因評價人員因素影響最終的評價結(jié)果，全面保障評價結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在使用模糊綜合層次分析方法的過程中，首先需要建立合理的數(shù)學(xué)評價模型，對評價對象和影響因素數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的收集，在本次研究中，所有的因素集合就是影響管道失效的所有影響因素數(shù)據(jù)，可以使用U進(jìn)行表示，Ui表示準(zhǔn)則層中的第i個因素，這個因素是由指標(biāo)層中的n個因素所決定的。在對因素數(shù)據(jù)集合進(jìn)行收集以后，需要建立等級評價集合，所謂的等級評價集合主要指的是目標(biāo)所有可能評價結(jié)果的總和，無論城市燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險問題有多少種評價結(jié)果，都只會有一個等級評價數(shù)據(jù)集合，可以使用V表示，在本次研究中，為了研究的需要，將城市燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險評價結(jié)果劃分為五種類型，分別是很高風(fēng)險、高風(fēng)險、一般風(fēng)險、較低風(fēng)險以及很低風(fēng)險。很高風(fēng)險指的是管道已經(jīng)無法正常的使用，需要立即停止使用;高風(fēng)險指的是管道出現(xiàn)過多次的風(fēng)險事故，在管道管理方面也存在較大的缺陷;一般風(fēng)險指的是管道能夠正常運行，但是管理并不完善;較低風(fēng)險指的是管道處于安全運行狀態(tài)，保護(hù)工作相對較好;很低風(fēng)險指的是管道完全處于安全運行狀態(tài)，保護(hù)措施十分完善，不可能出現(xiàn)風(fēng)險問題。在建立等級評價集合以后，需要建立模糊關(guān)系矩陣，所謂的模糊關(guān)系矩陣主要指的是評價目標(biāo)與影響因素之間的模糊關(guān)系。

在建立起數(shù)學(xué)模型以后，需要使用層次分析方法確定各個影響因素的權(quán)重，這主要是因為不同的影響因素對于管道風(fēng)險事故問題的影響程度存在較大的差距，在使用層次分析法的過程中，工作人員需要對燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險事故進(jìn)行全面的統(tǒng)計和分析，同時需要結(jié)合現(xiàn)場工作人員和相關(guān)專家的經(jīng)驗。為了研究的便利性，如果影響因素與評價目標(biāo)之間的聯(lián)系很小，則將其權(quán)重定義為1;如果影響因素與評價目標(biāo)之間的聯(lián)系稍微較大，則將其權(quán)重定義為3;如果影響因素與評價目標(biāo)之間的聯(lián)系很明顯，則將其權(quán)重定義為5;如果影響因素與評價目標(biāo)之間的聯(lián)系很強烈，則將其權(quán)重定義為7;如果影響因素與評價目標(biāo)之間的聯(lián)系非常極端，則將其權(quán)重定義為9。

在使用層次分析方法確定了各個影響因素的權(quán)重以后，需要建立起一級模糊綜合評價指標(biāo)和二級模糊綜合評價指標(biāo)。一級模糊綜合評價指標(biāo)的建立主要是對指標(biāo)層中的因素矩陣進(jìn)行計算，二級模糊綜合評價指標(biāo)是通過模糊變化的方式，在充分考慮各因素對最終結(jié)果影響程度的基礎(chǔ)上所建立。根據(jù)一級和二級模糊綜合評價指標(biāo)可以對最終的管道風(fēng)險進(jìn)行綜合性分析，在分析的過程中由于充分使用了管道運行的數(shù)據(jù)資料，并結(jié)合了現(xiàn)場工作人員的經(jīng)驗以及相關(guān)專家的經(jīng)驗，所以最終的評價結(jié)果準(zhǔn)確性相對較高[3]。

3 基于模糊綜合層次評價的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險評估

為了對模糊綜合層次評價方法在城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險評價中應(yīng)用的可行性進(jìn)行研究，以我國某城市的燃?xì)夤艿罏槔?，對其進(jìn)行風(fēng)險評價研究，該城市的燃?xì)夤艿缹儆谥袎汗艿溃捎诔鞘腥丝跀?shù)量相對較多，因此保障該管網(wǎng)的安全運行十分重要。在應(yīng)用該種方法進(jìn)行風(fēng)險評價之前，首先向20位有現(xiàn)場工作經(jīng)驗和研究經(jīng)驗的專家進(jìn)行了問卷調(diào)查，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果對各個影響因素的權(quán)重進(jìn)行了確定，然后使用統(tǒng)計學(xué)的方法，建立起了隸屬度矩陣，在進(jìn)行評價的過程中，為了評價結(jié)果的準(zhǔn)確性和提高評價效率，本次研究使用了Matlab軟件進(jìn)行了輔助研究。最終確定環(huán)境因素對城市燃?xì)夤艿朗栴}的權(quán)重為0.09;人員因素對城市燃?xì)夤艿朗栴}的權(quán)重為0.12;施工因素對城市燃?xì)夤艿朗栴}的權(quán)重為0.31;腐蝕因素對城市燃?xì)夤艿朗栴}的權(quán)重為0.25;第三方破壞因素對城市燃?xì)夤艿朗栴}的權(quán)重為0.16;失誤操作因素對城市燃?xì)夤艿朗栴}的權(quán)重為0.07。在得到各影響因素的權(quán)重以及隸屬度矩陣以后，就可以對其進(jìn)行一級模糊綜合評價，在得到以及模糊綜合評價結(jié)果以后，將其看作為二級模糊評價的因素數(shù)據(jù)集，對該城市的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行二級模糊綜合評價，最終得到評價結(jié)果為5.0128，根據(jù)評價結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，管道所處的風(fēng)險等級為“一般風(fēng)險”，這說明該城市的燃?xì)夤艿罎M足日常運行的基本需求，但是受到管理措施因素的影響，管道可能會出現(xiàn)風(fēng)險問題，因此，需要對管道的管理工作進(jìn)行一定的整改，進(jìn)而使得管道運行的安全性可以得到一定的提升，同時，施工因素以及第三方破壞因素會對該城市燃?xì)夤艿赖陌踩\行產(chǎn)生重要影響，因此，管道運營企業(yè)需要注重這兩方面的工作。

4 結(jié)論

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，受到各方面因素的影響，城市燃?xì)夤艿涝谶\行的過程中面臨著較多的風(fēng)險問題，為了保障管道的安全運行，十分有必要對城市燃?xì)夤艿肋M(jìn)行風(fēng)險評價。模糊綜合層次分析方法可以克服其他評價分析方法的劣勢，評價結(jié)果相對較為客觀和準(zhǔn)確，非常適用于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的風(fēng)險評估。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃小美，李百戰(zhàn)，彭世尼，等.基于層次分析和模糊綜合評判的管道風(fēng)險評價[J].煤氣與熱力，2008（2）：42-44.

[2]葉天宇.基于模糊綜合評價法的天然氣管道風(fēng)險評價研究[J].數(shù)碼世界，2017（07）：18-19.

[3]姜東方，張延濤，岳斌彬，等.基于模糊層次分析法的城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險評估[J].當(dāng)代化工，2011，40（8）：873-875.

作者簡介：

郭東（1976- ），男，甘肅慶陽人，高級工程師，從事智慧能源技術(shù)開發(fā)及管理工作。