【正文】 表 31 故障樹常用事件符號 與邏輯符號 序號 符號 名稱 符號含義說明 1 圓形事件 基 本事件：無須探明其發(fā)生原因的底事件 2 矩形事件 結(jié)果事件：位于底事件與頂事件之間的事件 3 三角形事件 轉(zhuǎn)移事件：將樹的某一完整部分轉(zhuǎn)移到另一處復(fù)用 4 菱形事件 應(yīng)探其原因但暫時不必或 暫時不能探明其原因的底事件 5 與門 當(dāng)且僅當(dāng)所有輸入事件發(fā)生時，輸出 事 件 才發(fā)生 6 或門 當(dāng)輸入的事件至少一個發(fā)生時，輸出事件就發(fā)生 城市燃氣 輸配 管道 失效 故障樹的建立 故障樹分析的起點是 根據(jù) 建樹的基本規(guī)則以及 管道 可能發(fā)生事故的程度， 選擇一個最關(guān)心的 事件，即 把管道 發(fā)生 大的災(zāi)害或事故作為頂端事件 。 以此類推，直至 追溯到基本事件 （是在特定的故障樹分析中無須探明 其發(fā)生原因的底事件） 或初始事件為止，即不能再分解或不必再分解的事件為止。故障樹分析是對復(fù)雜 系統(tǒng)進行可靠性、安全性分析及預(yù)測的一種方法。 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價方法及應(yīng)用研究 16 （ 3）介紹了城市燃氣輸配管道 壓力的分級。 （ 2） 評價步驟 針對城市燃氣輸配管道 的風(fēng)險評價，包括準(zhǔn)備階段、風(fēng)險 因素的辨識與分析 、 確定評價方法 、 風(fēng)險評價 、 風(fēng)險評價的結(jié)論 及建議 [51]， 具體 論述如下 。 城市燃氣 輸配 管道 風(fēng)險評價應(yīng)遵循的原則與 步驟 （ 1） 遵循的原則： 1）科學(xué)性原則 科學(xué)性原則 是指風(fēng)險評價的方法必須能 夠反映客觀實際，評價結(jié)論要盡可能地符合實際情況。 （ 2）最糟狀況。 城市燃氣輸配管道 風(fēng)險 評價 的概念 （ 1）風(fēng)險評價概念 風(fēng)險評價是依據(jù)現(xiàn)存的專業(yè)經(jīng)驗、 評價標(biāo)準(zhǔn)以及準(zhǔn)則，對危害 結(jié)果 分析 后 得出系統(tǒng)發(fā)生危險的可能性及其后果嚴(yán)重程度的評價 [51]。它可以用 事故發(fā)生的概率與事故損失大小程度的 函數(shù)來表示 [51]，用公式表示為 ),( cpfR? 式中 R— 表示風(fēng)險大小； p — 表示事故發(fā)生的概率； c — 表示事故損失大小程度。 城市 燃氣輸配管道 的壓力 根據(jù)安全、經(jīng)濟、技術(shù)以 及設(shè)備質(zhì)量等級的不同要求，我國把 城市 燃氣輸配管道 根據(jù) 設(shè)計 輸氣壓力分為以下七級 [46]，如下表 21 所示。 調(diào)壓計量站主要是由調(diào)壓器、過濾器、安全裝置、旁通管、測量儀表和 進行調(diào)壓計量的 計量設(shè)備 組成。 其來源主要有兩種：天然石油氣 與 煉廠石油氣。主要成分是甲烷、乙烷、丁烷，其中還含有少量的戊烷和重?zé)N。 （ 1）天然氣 通常認(rèn)為，天然氣是遠古時代的動物、 植物遺體在不同地質(zhì)條件下，由于生物化學(xué)作用及地質(zhì)變質(zhì)作用生成的可燃性混合氣體。 研究 的 難點 （ 1） 燃氣管道的信息數(shù)據(jù)庫不完善 我國的城市燃氣輸配管道，無論是高壓、中壓、還是低壓管道，在初始設(shè)計時沒有考慮采用 遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，投運后全部依靠人工定時記錄工作參數(shù)，由于某些地方的操作員工缺乏責(zé)任心，導(dǎo)致許多的記 錄數(shù)據(jù)可靠性不 高；同時也不注重資料的歸檔，致使很難收集齊全全部的歷史工作 參數(shù)；我 國的許多城市燃氣輸配管道還沒有智能檢測技術(shù)，而且常規(guī)的檢測數(shù)據(jù) 精度不高 [20， 35]。 層次分析法是傳統(tǒng)求解權(quán)重的方主題內(nèi)容 第五 章 輸配管道風(fēng)險評價指標(biāo)及其權(quán)重確定 第七 章 城市燃氣輸配管道的風(fēng)險管理 第六 章 基于集對分析的風(fēng)險綜合評價方法研究 第二 章 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評 價概述 第三 章 燃氣輸配管道失效因素故障樹的建立與分析 第四 章 燃氣輸配管道泄漏的后果分析 第一章 緒論 第八 章 結(jié)論與展望 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價方法及應(yīng)用研究 8 法，然而由于事物的模糊性以及人們對問題認(rèn)識的模糊性，使該方法的應(yīng)用受到 人們的質(zhì)疑，本文通過對判斷矩陣的變換，使其成為模糊一致矩陣，然后利用該模糊一致矩陣求解元素的權(quán)重，以克服層次分析法本身存在的缺陷。 研究的目的與意義 在系統(tǒng)分析城市燃氣輸配管道的 特點、風(fēng)險評價研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，綜合運用城市燃氣 輸配 工程、風(fēng)險管理、模糊數(shù)學(xué)、集對 分析等相關(guān)理論、方法和技術(shù)探討城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價的新方法、 新技術(shù)，為城市燃氣輸配管道的建設(shè)和運營管理提供決策依據(jù)和技術(shù)支持。 研究對象每時每刻都在發(fā)生變化，甚至可能發(fā)生突變 ， 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價方法及應(yīng)用研究 6 城市燃氣輸配管道也不例外 。定量 風(fēng)險評價 結(jié)果 的精確性取決于收集的原始數(shù)據(jù)是否完整，建立的數(shù)學(xué)模型是否精確，評價方法是否合理。 該方法是目前最完整且最系統(tǒng)的方法，容易掌握及便 于推廣，能集中操作人員、工程技術(shù)人員和管理人員等多方面的意見。 包括概率風(fēng)險評價方法、 MES 評價法 ，肯特法 ，模糊綜合評價法 ，灰色 評價 法 等。所有這些工作，對 我國 燃氣管道 的風(fēng)險評價起到了重要的 推動 作用。 對于燃氣管道， 國外 已經(jīng)有了比較成熟的定量研究， 如 Kiefner 和 Vieth 對管道表面缺陷進行了定量評估 [7， 8]，最終被美國 ASME 的 B31G 用來評價管道的表面缺陷 [9]； Duane在考慮了管道周邊 多種因素 共同作用的情況下， 對管道的可靠性預(yù)測進行了研究 [10]；Bernd 通 過直接讓燃氣管道運營專家參與的情況下，在統(tǒng)計專家意見的基礎(chǔ)上，建立風(fēng)險評估模型，從而解決了失效數(shù)據(jù)缺乏這一難題 [11]； 為了合理地組織不同專家的意見，文獻 [12]運用貝葉斯統(tǒng)計方法來解決這個問題； Damousis 等通過專家運用模糊語言，評判失效因素引起的燃氣管道失效程度，最終評價出了燃氣管道的風(fēng)險等級 [13]； 由于 燃氣管道中人的可靠性 對系統(tǒng)安全具有重要作用，因此 Rinaldo 定量分析 了 人的可靠性；文獻 [15]通過假設(shè)管道 內(nèi)氣體做 一維穩(wěn)態(tài)絕熱流動，提出了高壓燃氣管道 泄漏率 的 簡化模型，并計算得到了由噴火而導(dǎo)致的 社會風(fēng)險和個人風(fēng)險值； 文獻 [16]研究了 管道發(fā)生天然氣泄漏后所產(chǎn)生的各種 危害后果； 文獻 [17]研究了管道斷裂泄漏模型并給出一個簡易的計算泄漏率和泄露速度的公式 ； Jane 和 David 針對事故概率 [18]，研究了最大可接受風(fēng)險值和事故發(fā)生的最大可接受概率之間的關(guān)系等 。 城市燃氣輸配管道 風(fēng)險 評價 技術(shù) 研究 現(xiàn)狀及其存在的問題 國內(nèi)外 研究綜述 人類在遠古時期，就有了風(fēng)險意識的萌芽，對于無法解釋的自然現(xiàn)象或不能治愈的疾病，人們通過拜祭神靈，祈求平安，這是一種樸素的風(fēng)險規(guī)避與管理意識。 事故共造成 3 人死 亡、 28 人 受 傷的慘劇。 2020 年 3月 12日，寧波江北區(qū)青林灣小區(qū)附近的一 個工地上發(fā)生管道燃氣泄露事故，遠遠地就能聞到一股濃烈的煤氣味，極 易引發(fā)中毒，燃氣濃度一度達到爆炸極限，并造成周圍道路長時間封閉，整條環(huán)城北路幾乎癱瘓，經(jīng)燃氣搶修人員與消防官兵多次努力，險情才得以化解。 截至 2020 年，我國各種城市燃氣管道的總長已經(jīng)超過12萬公里 [2]。同時由三元聯(lián)系數(shù)的乘法運算，由 失效可能性和失效后果的三元聯(lián)系數(shù) 的乘積，能夠得出研究 對象風(fēng)險大小的三元聯(lián)系數(shù)， 由此可以確定 評價對象所處的勢級，判斷風(fēng)險大小以及其風(fēng)險發(fā)展的趨勢。 在系統(tǒng)分析城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，綜合運用城市燃氣輸配工程、風(fēng)險評價、模糊 數(shù)學(xué)、集對分析等相關(guān)理論、方法和技術(shù)對城市燃氣輸配管道風(fēng)險識別方法、 評價方法進行了較為深入地研究，以期為城市燃氣輸配管道的建設(shè)和運營管理提供決策和技術(shù)支持，主要研究成果如下： （ 1）在綜合 分析城市燃氣 輸配管道結(jié)構(gòu)及其特點的基礎(chǔ)上，運用故障樹分析法建立了城市燃氣輸配管道失效因素 分析的故障樹，并以梯形模糊數(shù)為基礎(chǔ)給出了城市燃氣輸配管道基本 事件的重要度計算公式。 （ 4） 考慮到 城市燃氣輸配管道 風(fēng)險評價時信息的確定與不確定的特征，以及常規(guī)方法風(fēng)險評價時的靜態(tài)性，運用集對分析方法研究了城市燃氣輸配管道的風(fēng)險評價，提出了基于五元聯(lián)系數(shù)的風(fēng)險評價方法 。 set pair analysis I 目 錄 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 問題的提出 ........................................................ 1 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價技術(shù)研究現(xiàn)狀及其存在的問題 ................ 2 國內(nèi)外研究綜述 ............................................... 2 現(xiàn)有風(fēng)險評價方法存在的 缺陷 ................................... 5 研究的目的與意義 .................................................. 6 研究 的 思路和方法 .................................................. 6 研究 的 思路 ................................................... 6 研究 的 方法 ................................................... 7 研究的重點、難點與創(chuàng)新點 .......................................... 8 研究 的 重點 ................................................... 8 研究 的 難點 ................................................... 8 研究的 創(chuàng)新點 ................................................. 9 第 2 章 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價概述 .................................. 10 城市燃氣的種類 ................................................... 10 城市燃氣輸配管道的概念 ........................................... 10 城市燃氣輸配管道的壓力 ........................................... 11 城市燃氣輸配管道風(fēng)險的概念 ....................................... 12 燃氣管道具有的風(fēng)險特征 ........................................... 13 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價的概念 ................................... 13 燃氣管道風(fēng)險評價需確定的要素 ..................................... 14 評價時的基本設(shè)想及管線分段的原則 ................................. 14 城市燃氣輸配管道風(fēng)險評價應(yīng)遵循的原則與步驟 ....................... 14 本章小結(jié) ........................................................ 15 第 3 章 燃氣輸配管道失效因素故障樹的建立與分析 ......................... 17 故障樹分析概述 ................................................... 17 故障樹分析的術(shù)語和符號 ........................................... 18 城市燃氣輸配管道失效故障樹的建立 ................................. 18 失效故障樹的定性與定量分析 ....................................... 24 故障樹的定性分析 ............................................ 24 故障樹的定量分析 ............................................ 26 實例分析 ......................................................... 33 本章小結(jié) ......................................................... 33 II 第 4 章 燃氣輸配管道泄漏的后果分析 .................................... 35 燃氣管道的泄漏模型 ......................................