管道风险评估技术的研究与探讨摘要：目前我国石化企业的风险评价大多采用故障树分析法、海恩里希风险分析、管道风险评分法等，但以上几种方法又都存在着不同的缺陷，针对这些缺陷，本文将灰色理论引入管道风险评估中。

关键词：风险；风险评估；输油管道一、概述长输管线的安全可靠性和风险性评价是一项非常重要的工作，发展和完善风险评价技术刻不容缓。

对于同一管道系统的不同管段的风险评价，准确了解各薄弱环节，分别轻重缓急，掌握减少风险工作的最佳时机，将事故隐患消灭在萌芽状态，避免事故的发生，将风险控制在管理者容许的范围之内。

油气管道系统的风险评价技术研究就是为了提高输油输气工程各环节的可靠性，提高对事故及隐患部位的预测能力，最大限度的减少事故的发生所造成的经济损失、人员伤亡和对环境的破坏，使得一些危险在未发生之前就被控制住。

管道的可靠性问题日益突出，对在役压力管道系统进行风险性评价及监控进而应用风险管理的知识实行风险管理，对管道的安全运行具有十分重要的意义。

二、风险评估技术的研究现状关于管线的风险分析，国外已进行了近30年的研究，并取得了一定的成绩，已经实现了由安全管理向风险管理的过渡，由定性风险分析向定量风险分析的转化，风险分析已逐步规范化。

我国有关油气输送管风险评价的研究工作起步较晚。

管道风险评估技术经著名油气储运专家潘家华教授于1995年在《油气储运》杂志上介绍后，近年来已逐渐引起科技人员的注意，并且处在定性分析阶段。

由于我国油气管线现状和条件与国外有较大差异，国外油气管线风险管理的成果不完全适用于我国管道现状，因此应该根据我国管线的实际情况，有针对性地进行有关风险评价的理论和方法研究，而且只有将这种研究建立在定量分析的水平上，管线风险评估才真正具有系统性、精确性和预见性。

三、风管道风险评价常用方法3.1 故障树分析方法故障树法是分析系统事故和原因之间关系的因果逻辑模型，从某一特定的事故开始，运用逻辑推理方法找出各种可能引起事故的原因，也就是识别出各种潜在的影响因素，求出事故发生的概率，并提出各种控制风险的方案。

3.2 失效模式与效应分析法EA法与故障树分析方法相反，是一种归纳法。

它对每一个部件所有可能的失效模式进行分析并决定对执行系统的影响，能够发现潜在的危险因素并及时采取恰当的预防措施。

EA法进行系统分析时，通常分为以下四个步骤：1.调查情况，全面查询所分析系统的有关信息；2.详细说明所分析的系统，包括制成逻辑框图；3.分析故障类型和影响，做成FMEA表格；4.结果汇总，完成FMEA表格。

根据此表做出汇总致命故障一览表，标出系统逻辑框图中因故障发生而给邻近的上一级系统造成的损失和伤亡的故障种类。

3.3 海恩里希风险分析法美国安全工程是根据安全工作和保险业务的长期实践，提出了由事故概率及灾害影响两种因素确定其危险度指数，并且规定了在各种指数情况下需要采取的措施。

该方法对油气管道的风险分析具有极大的借鉴意义。

海恩里希将概率风险分成以下六个级别：频频发生、可能性大、有时发生、罕见发生、几乎不发生和实际不发生。

按实际发生时间修正则有：非常罕见、数年一次、数月一次、数周一次、每日一次和经常发生。

受害影响也分为六级：毁灭性灾害、重大灾害、重大事故、大事故、事故和无事故。

危险度指数从0～500：0分以下为容许危险，0～40分为唤起对危险的注意，40～100分为对危险提出方案，100～250分为危险性较大需立即采取措施，250～500分为危险性极大应停止操作。

海恩里希制作了风险分析图供实际使用。

3.4 管道风险评分法管道风险评分法是美国学者W.Kent.Muhlbauer提出，管道风险评分法又称专家评分法（EST），该评分法第一步是找出发生事故的各种原因，并加以分类；第二步是根据历史纪录和现场调查依照制定的评分标准加以评分；第三步是把以上的评分得数相加；第四步是根据输送介质的危险性及影响面的大小综合评定得出泄漏冲击指数；第五步是把第三步所得指数与第四步的泄漏冲击指数综合计算；最后得出相对风险数。

该方法将造成事故的原因分成四大类，即：第三方破环、腐蚀因素、设计因素、误操作因素。

这四类的总数最高为400分，每一种100分，指数和在0-400之间。

泄漏冲击指数有两个方面，一是输送介质的特性；二是事故可能影响面及事故扩散和波及的特点。

该方法是以风险的数量指标为基础，对管道事故发生的概率和事故后果的严重程度按权重分配到各个危害因素，逐项评分，再将两者进行组合，得到管段的相对风险数。

由于它较全面地考虑了管道实际危害因素，集合了大量事故统计数据和操作者的经验，所得结论可信度较高，又避免了对事故概率等数据的要求，方法便于掌握和应用，这是目前我国油气管道安全评价的管线部分常用的评价方法。

3.5 灰色理论管道风险评估法灰色系统理论是1982年由华中科技大学控制科学与工程系教授邓聚龙原创的。

目前，灰色系统理论已广泛应用于农业科学、经济管理、环境科学、医药卫生、矿业科学、教育科学、水利建设、生命科学、控制工程及航空航天等领域。

灰色系统理论的提出基于自然界存在的许多不确定性问题。

对于大样本、多数据的不确定性问题，人们已经可以用概率论和数理统计的方法解决了。

对于认识的不确定性问题，人们也可以用模糊数学的方法去解决。

然而，自然界还存在大量的少数据、小样本、信息不完全和缺少经验的不确定性问题，灰色系统理论就可以部分地解决这类问题。

灰色系统理论的大致内容由灰生成、灰关联分析、灰建模、灰控制、灰预测、灰评估、灰决策等理论构成。

其中，灰生成是灰色系统理论的基本技术方法，它在灰色系统理论中的作用相当于概率论中的统计、模糊数学中建立模糊集合的方法。

灰色系统理论提出20多年来，作为一种新方法它解决了许多过去难以解决的实际问题，目前已成为以不确定性系统为研究对象的一门系统科学的新学科。

可以预见，随着灰色系统理论在各领域中应用的不断深入，灰色系统理论将更加成熟和完善起来。

灰色关联度分析是灰色系统理论的一个重要组成部分,它是一种多因素统计分析方法,以各因素的样本数据为依据,用灰色关联度来描述因素间关系的强弱、大小和次序。

若样本数据列反映出两因素变化的态势、方向、大小及速度等基本一致,则它们之间的关联度较大,反之关联度较小,与传统的多因素分析方法(相关、回归)相比,灰色关联度分析对数据要求较低且计算量小。

灰色绝对关联度分析是对邓聚龙教授提出的灰色关联度分析的改进,它反映了两个序列在几何上的相似程度。

灰色关联分析作为一种系统分析技术，是分析系统中各因素关联程度的方法，或者说是对系统动态发展态势的量化比较分析的方法。

其基本思想是根据系统动态过程发展态势，即系统历年有关统计数据的几何关系及其相似程度，来判断其关联程度。

对于两个系统之间的因素，其随时间或不同对象而变化的关联性大孝的量度，成为关联度。

在系统发展过程中，妥两个因素变化的趋势具有一致性，即同步变化程度较高，即可谓二者关联程度较高；反之，则较低。

因此，灰色关联分析方法，是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度，亦即“灰色关联度”，最为衡量因素间关联程度的一种方法。

灰色系统理论提出了对各子系统进行灰色关联度分析的概念，意图透过一定的方法，去寻求系统中各子系统之间的数值关系。

因此，灰色关联度分析对于一个系统发展变化态势提供了量化的度量，非常适合动态历程分析。

四、管道风险评估方法的应用庆～哈输油管道于1999年11月10日投产，管道全长182.8Km，全线共四座输油站，5座阀室，127个测试桩，124个标志桩。

庆哈线设计输量为200～300万吨/年。

数量大于250万吨/年时，首站、中二站同时运行外输泵；输量小于250万吨/年时，首站～泵到底输到末站。

庆哈线为Φ377 7（8）mm两种规格的螺旋焊缝钢管，管道全程正常地段防腐采用S52涂料，江滩、泄洪区、沼泽地、低洼地段共40Km采用钢塑聚乙烯包复管，穿江部分1.5Km长，采用三层PE防腐。

全线设置4座阴极保护站，分别设在首末站及2个中间站内。

每站设一台恒电位仪，1套深井阳极，另有2台备用。

庆～哈管道穿越公路、铁路、河流、水渠较多。

其中江河有松花江、安肇新河～哈输油管道沿线情况极为复杂，管道总体走向为西向东，沿线经过大庆市、肇州市、哈尔滨市，沿线地势平坦。

大庆地区人口稀少，多为荒草地、沼泽地，油井、电网分布较密，哈尔滨地区人口相对较密，尤其进入市区的东北部，人口稠密，建构筑物密集。

管线中部地段沿线主要为农田耕地，种植大田。

庆，铁路三条，高速公路一条，普通公路钢顶穿越26处，钢开穿越21处，套管穿越43处，水渠穿越10处，沿途管线埋深：1.5m。

根据有关资料和实际经验，把管道划分为12个管段，由于各管段的失效概率不通，取每个管段每种事故因素最大失效概率做为该种事故因素的是效率。

庆-哈输油管线做为典型的长输油管道，存在着诸多影响其安全的因素，而在诸多因素的影响下对该管道进行评估，管道风险评分法就十分见长。

该方法是以风险的数量指标为基础，将造成管道事故的因素分为四大类，即第三方破坏、腐蚀、设计、误操作，且每个因素具有相同的权重，在计算中将每个因素的分值直接相加，然后直接利用所得的相对风险数进行风险排序。

为了更精确地了解各个风险因素对整个管道系统风险概率影响的大小，把灰色理论应用于管道风险评分法中，这种方法突破了传统精确数学绝对不容许模棱两可的约束，通过计算管道各种事故风险因素的关联度，根据各个因素的关联度的大小对相应的事故因素进行风险排序，可以得出各个事故因素在整个管道系统事故因素中所占权重的大小。

五、总结风险评估，是有诸多影响因素的输油管道的风险评估。

如果平均分配因素权重，就不能反映不同的因素对管道风险不同的影响程度，通过本文简要介绍的各种分析方法，确定各因素在影响管道失效中所占的恰当比例，能更真实地反映出管道所具有的风险，能反映不同的因素对管道风险不同的影响程度，确定各因素在影响管道失效中所占的恰当比例，从而更真实地反映出管道所具有的风险。

加强管道风险评估方法的学习，对我国石油输送行业具有非常重要的意义。