1 研發(fā)背景
??? 《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)》[1]介紹了埋地長(zhǎng)輸管道安全評(píng)估的方法，其利用大量、完整、可靠的管線建設(shè)運(yùn)行數(shù)據(jù)，歸納出各影響因素的分值。我們也曾試圖借鑒其方法[2]，請(qǐng)有關(guān)專家填寫(xiě)調(diào)查表，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理確定各影響因素的分值，填表人員來(lái)自設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)行、搶修、管理等部門(mén)，結(jié)果表明其評(píng)估結(jié)論與實(shí)際情況有較大偏差[3]。究其原因：第一、長(zhǎng)輸管道與城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)與管理有明顯的差別。
??? 第二、《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)》中的模型多數(shù)影響因素是概念性的，專家賦值有很大的主觀性，而統(tǒng)計(jì)賦值則要有大量準(zhǔn)確可靠的歷史和運(yùn)行數(shù)據(jù)。第三、該模型認(rèn)為新建管道的技術(shù)參數(shù)完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。上述建立模型的條件對(duì)于長(zhǎng)輸管道是可行的，但對(duì)于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，要符合這些建模條件則較困難。因此，應(yīng)根據(jù)經(jīng)典管道安全評(píng)估的原理，結(jié)合城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的特點(diǎn)，建立城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全評(píng)估模型。
2 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
2.1 安全評(píng)估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
城市燃?xì)夤芫W(wǎng)安全狀況取決于管道運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，即事故發(fā)生可能性與事故后果嚴(yán)重性這兩部分的量化指標(biāo)的乘積。
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??? 由上圖可知，事故可能性取決于引發(fā)因素和控制投入兩方面的相互作用。前者引發(fā)因素是城市燃?xì)夤芫W(wǎng)失效的主要原因，對(duì)管網(wǎng)的安全狀態(tài)是不利的，后者控制投入體現(xiàn)在安全管理方面，對(duì)管網(wǎng)的安全狀態(tài)是有利的，是我們能夠有所作為的。
和位于市郊的管段相比，位于鬧市區(qū)的燃?xì)夤芏伟l(fā)生事故時(shí)的損失可能要大得多，必須給予更多的控制投入。因此，如果上述兩個(gè)管段事故可能性相同，由于后果嚴(yán)重度不同，管段的安全等級(jí)是不同的。因此，單純按照事故可能性判斷，并不能保證管網(wǎng)系統(tǒng)的整體安全性能的提高。
2.2 事故可能性的評(píng)估
2.2.1 腐蝕防護(hù)狀態(tài)
2.2.1.1 影響因素分析
腐蝕防護(hù)狀態(tài)取決于防腐層現(xiàn)狀、陰極保護(hù)有效性、土壤理化性能、雜散電流分布等諸多因素，凡是影響上述方面的因素都有可能直接或間接地影響管道的腐蝕防護(hù)狀態(tài)。許多因素對(duì)腐蝕防護(hù)狀態(tài)的影響是非線性的，各因素之間有著不同的相關(guān)程度。完全測(cè)取需要很長(zhǎng)時(shí)間和巨大投資，且各數(shù)據(jù)間存在大量的信息重復(fù)，使模型變量維數(shù)無(wú)謂加大，因而有必要根據(jù)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的具體情況，進(jìn)行降維預(yù)處理。
我們首先通過(guò)聚類分析，依據(jù)6條市政管和6個(gè)庭院小區(qū)的管段檢測(cè)數(shù)據(jù)和開(kāi)挖情況，對(duì)影響腐蝕防護(hù)狀態(tài)的因素進(jìn)行相關(guān)分析和聚類分析。結(jié)果表明：影響腐蝕防護(hù)狀態(tài)的44個(gè)因素在相關(guān)系數(shù)大于0.5的條件下，明顯地聚為8類。為了從同類因素中選取有代表性的特征因素，對(duì)同類因素進(jìn)行主成份分析，以貢獻(xiàn)率作為選擇特征因素的依據(jù)，同時(shí)也對(duì)44個(gè)因素直接進(jìn)行主成分分析，以避免聚類分析可能產(chǎn)生的漏項(xiàng)。最后通過(guò)SPSS軟件分析可知，整合出的8個(gè)主要因素的特征貢獻(xiàn)率已達(dá)到95.1%。
2.2.1.2 評(píng)估單元?jiǎng)澐?br />
我們將評(píng)估過(guò)程分為兩步：
1)利用所有的基本因素和組合因素對(duì)原子級(jí)管段進(jìn)行初評(píng)；
2)把相鄰且初評(píng)結(jié)果相同的管段進(jìn)行歸并，再利用該組合的修正因素，修正初評(píng)結(jié)果，得出最終評(píng)估結(jié)果。
2.2.1.3 評(píng)估模型建立
針對(duì)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)歷史數(shù)據(jù)匱乏的實(shí)際情況，我們以管網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)為主，運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)為輔，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了腐蝕防護(hù)狀態(tài)的評(píng)估模型。
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