1 概述

　　近年來，我國各城市的天然氣管網(wǎng)建設(shè)飛速發(fā)展，2006年末，我國城市燃?xì)獾臍饣�率達(dá)79.11%(包括城區(qū)暫住人口)，各類燃?xì)夤艿赖拈L度已達(dá)189491km[1]。

　　由于燃?xì)夤艿垒斔偷氖且兹家妆�物質(zhì)，如何保證城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖陌踩�便成為亟待解決的問題。對城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行安全評價(jià)，可使燃?xì)夤艿肋\(yùn)營企業(yè)掌握管道狀況，提前了解存在的危險(xiǎn)源，合理分配維護(hù)資金和維護(hù)資源，變盲目被動(dòng)維修為預(yù)知主動(dòng)防護(hù)和維修，最大程度地減少燃?xì)夤艿劳话l(fā)事故造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿腊踩�評價(jià)從技術(shù)方面分析、論證和評估產(chǎn)生損失和傷害的可能性、影響范圍及嚴(yán)重程度，提出應(yīng)采取的對策措施。本文就城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖陌踩�評價(jià)方法作一系統(tǒng)比較，尋求一種程序簡單、操作容易、客觀全面的安全評價(jià)方法。

　　2 燃?xì)夤艿腊踩�評價(jià)方法的分類

　　目前，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿腊踩�評價(jià)方法分為定性安全評價(jià)和定量安全評價(jià)，近年來，有些學(xué)者贊同分3類，即定性安全評價(jià)、定量安全評價(jià)和半定量安全評價(jià)[2]。

　　定性安全評價(jià)主要是借助于對事物的經(jīng)驗(yàn)、知識、觀察及對發(fā)展變化規(guī)律的了解，直觀地對整個(gè)城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)隱患進(jìn)行定性分析、判斷的一種方法。其評價(jià)的結(jié)果是定性指標(biāo)，不對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化處理，只用于對事故發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重程度進(jìn)行相對比較，評價(jià)結(jié)果比較直觀，過程較簡單，易理解，便于掌握，但有一定的局限性，即過于依靠評價(jià)者的主觀經(jīng)驗(yàn)和知識水平。定性安全評價(jià)方法包括：安全檢查表法、危險(xiǎn)性預(yù)分析法、故障樹分析法、事件樹分析法、故障類型及影響分析法、危險(xiǎn)和可操作性研究法等[3]。

　　定量安全評價(jià)是運(yùn)用對大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果和廣泛的事故資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析而獲得的規(guī)律，對城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的工藝、設(shè)備、人員、管理等方面的狀況，應(yīng)用科學(xué)方法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評價(jià)的一種方法。這是一種更科學(xué)客觀的評價(jià)方法，也是城市燃?xì)夤艿腊踩�評價(jià)的高級階段，可以對失效概率和失效結(jié)果進(jìn)行直接評價(jià)，這種做法準(zhǔn)確可靠，但需要燃?xì)夤�司提供管道系統(tǒng)各部分的詳細(xì)失效數(shù)據(jù)。定量安全評價(jià)方法包括：美國道化學(xué)公司(DOW)法，即火災(zāi)、爆炸指數(shù)法；帝國化學(xué)公司(ICI)蒙德法，即火災(zāi)、爆炸、毒性指數(shù)法；日本勞動(dòng)省危險(xiǎn)度評價(jià)法；單元危險(xiǎn)性快速排序法；火災(zāi)、爆炸數(shù)學(xué)模型計(jì)算法，即下文所述的傷害(或破壞)范圍評價(jià)法；作業(yè)條件危險(xiǎn)性評價(jià)法(LEC)等[3]。

　　3 本文采用的安全評價(jià)方法

　　本文采用的研究方法包括定性安全評價(jià)、定量安全評價(jià)，其中定性安全評價(jià)包括故障樹分析法、安全檢查表法、專家評議法、故障假設(shè)分析法、危險(xiǎn)和可操作性研究法等；定量安全評價(jià)包括故障樹分析法、傷害(或破壞)范圍評價(jià)法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法等。其中故障樹分析法既可以定性又可以定量，故可分別歸入2種方法。

　　3.1 定性安全評價(jià)方法[4～7]

　　① 故障樹分析法

　　故障樹分析法以系統(tǒng)可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的事故(即頂事件)作為分析起點(diǎn)，將導(dǎo)致事故發(fā)生的原因按因果邏輯關(guān)系逐層列出，用樹形圖表示，然后定性或定量分析事件可能發(fā)生的途徑及概率，找出避免事故發(fā)生的各種方案并選出最佳安全對策。此法應(yīng)用范圍比較廣，非常適合于重復(fù)性大的系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是能對安全隱患作出全面、簡潔的描述，便于有關(guān)人員掌握各種防災(zāi)要點(diǎn)并進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)；缺點(diǎn)是計(jì)算量大，步驟多，數(shù)據(jù)不好收集。<BR>

　　② 安全檢查表法

　　安全檢查表法是基于經(jīng)驗(yàn)的方法，須由熟悉裝置的操作、標(biāo)準(zhǔn)、政策和法規(guī)，有經(jīng)驗(yàn)和具備專業(yè)知識的人員協(xié)同編制。進(jìn)行安全評價(jià)時(shí)，成功與否很大程度上取決于檢查表編制人員的水平，此法簡單、經(jīng)濟(jì)、有效而經(jīng)常使用，適用于各類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)收、運(yùn)行、管理及事故調(diào)查。

　　③ 專家評議法

　　專家評議法的特點(diǎn)是舉行專家會(huì)議，對所提出的具體問題進(jìn)行分析預(yù)測，綜合專家意見得出比較全面的結(jié)論，此法簡單易行，十分有用。<BR>

　　④ 故障假設(shè)分析法

　　故障假設(shè)分析法通過提出一系列“如果……怎么辦？”來發(fā)現(xiàn)潛在的事故隱患，從而對系統(tǒng)進(jìn)行徹底檢查。須由2～3名熟悉生產(chǎn)工藝，有評價(jià)危險(xiǎn)性經(jīng)驗(yàn)的小組成員組成，該法應(yīng)用廣，彌補(bǔ)了基于經(jīng)驗(yàn)的安全檢查表法的不足，但檢查表法可以使其更系統(tǒng)化，因此可將二者組合以取長補(bǔ)短。

　　⑤ 危險(xiǎn)和可操作性研究法

　　危險(xiǎn)和可操作性研究法是以引導(dǎo)詞作為引導(dǎo)，找出過程中工藝狀態(tài)的變化(即偏差)，分析偏差產(chǎn)生的原因、后果及可采取的對策。此法的原理是背景各異的專家們一起工作，能夠在創(chuàng)造性、系統(tǒng)性和風(fēng)格上互相影響和啟發(fā)，能夠發(fā)現(xiàn)和鑒別更多問題，比他們獨(dú)立工作并分別提供工作結(jié)果更有效。

　　3.2 定量安全評價(jià)方法<BR>

　　① 故障樹分析法

　　評價(jià)事故發(fā)生的可能性，既可用于定性評價(jià)，又可用于定量評價(jià)。<BR>

　　② 傷害(或破壞)范圍評價(jià)法[8]

　　選擇合理實(shí)用的管道失效后的傷害模型，包括氣體泄漏模型、爆炸沖擊波的傷害破壞模型等，計(jì)算燃?xì)庑孤┖蟮膫�亡半徑、損失程度等數(shù)據(jù)。

　　③ 風(fēng)險(xiǎn)矩陣法

　　用于安全等級的確定，當(dāng)前大部分文獻(xiàn)是參照文獻(xiàn)[9]中的風(fēng)險(xiǎn)矩陣。橫坐標(biāo)為事故后果的嚴(yán)重程度，范圍是[0，100]；縱坐標(biāo)為事故發(fā)生的可能性，范圍是[0，1]。橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)均分為5份，風(fēng)險(xiǎn)值是事故發(fā)生的可能性值與事故后果嚴(yán)重程度之積，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)值查詢風(fēng)險(xiǎn)矩陣對應(yīng)的安全等級。<BR>

　　4 城市燃?xì)夤艿腊踩�評價(jià)程序

　　安全評價(jià)程序包括：準(zhǔn)備階段、重大危險(xiǎn)源辨識、安全性評價(jià)、安全控制措施、安全評價(jià)結(jié)論等幾個(gè)方面。對于燃?xì)夤艿溃�重大危險(xiǎn)源辨識包括危險(xiǎn)因素分析及定性判斷事故發(fā)生的可能性；安全性評價(jià)包括單元?jiǎng)澐帧⒃u價(jià)方法的選擇、定性定量評價(jià)、危險(xiǎn)分級等幾個(gè)方面；得出安全控制措施及評價(jià)結(jié)論。

　　4.1 準(zhǔn)備階段

　　明確被評價(jià)的對象和范圍，收集相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工程、系統(tǒng)的技術(shù)資料。

　　4.2 重大危險(xiǎn)源辨識

　　重大危險(xiǎn)源辨識一般用定性評價(jià)方法，以故障樹分析法為主，安全檢查表法、專家評議法、故障假設(shè)分析法等為輔分析危險(xiǎn)因素，通過對底事件進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度分析定性列出各底事件的重要性大小，并將一階最小割集內(nèi)的底事件列為重大危險(xiǎn)源。

　　4.3 安全性評價(jià)

　　4.3.1評價(jià)單元的劃分

　　具體燃?xì)夤艿赖陌踩�評價(jià)需要?jiǎng)澐衷u價(jià)單元，根據(jù)實(shí)際情況，可按壓力級制、閥門位置、管道周圍建筑物類型與重要程度、人口密度等依次優(yōu)先劃分。

　　4.3.2評價(jià)方法的選擇

　　對于燃?xì)夤艿溃�安全評價(jià)方法總體上采用定性評價(jià)和定量評價(jià)相結(jié)合，多種分析方法組合的方式進(jìn)行。

　　4.3.3定性方法及步驟

　　① 按定性方法確定故障樹底事件

　　以故障樹分析法為主，以安全檢查表法、專家評議法、故障假設(shè)分析法、危險(xiǎn)和可操作性研究法為輔。利用舉行專家會(huì)議或問卷調(diào)查的方式，由熟悉設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和日常維護(hù)的相關(guān)技術(shù)人員對某些問題給出回答；利用故障假設(shè)分析法通過提出一系列“如果……怎么辦？”來發(fā)現(xiàn)潛在的事故隱患，幫助分析故障樹的底事件，盡量將可能發(fā)生的事故一一列出。當(dāng)根據(jù)專家意見和各種相關(guān)人員的答復(fù)，整理得到影響管道安全運(yùn)行的各種因素后，可以列出故障樹的底事件，此過程也是危險(xiǎn)源辨識的過程。常用的辨識方法包括：詢問、交談；查閱有關(guān)記錄；現(xiàn)場觀察；獲取外部信息；工作任務(wù)分析；安全檢查表；危險(xiǎn)和可操作性研究；事件樹分析；故障樹分析[3]等。

　　② 結(jié)構(gòu)重要度分析

　　各底事件的相對重要度大小是一個(gè)必須考慮的問題。需要用最小割集先定性判斷出各個(gè)事件的結(jié)構(gòu)重要度，所謂最小割集是指一個(gè)集合中基本事件全都發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生，若缺少其中一個(gè)基本事件，頂事件就不會(huì)發(fā)生。并注意要符合以下幾個(gè)基本原則[5]：

　　a. 單事件最小割集(一階)中的基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大于所有高階最小割集中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)。

　　b. 在同一最小割集中出現(xiàn)的所有基本事件，結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)相等(在其他割集中不再出現(xiàn))。

　　c. 幾個(gè)最小割集均不含共同元素，則低階最小割集中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大于高階割集中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)，階數(shù)相同則結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)相同。

　　d. 比較2個(gè)基本事件，若與之相關(guān)的割集階數(shù)相同，則2個(gè)事件結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大小由它們出現(xiàn)的次數(shù)決定，出現(xiàn)次數(shù)多的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大。

　　e. 相比較的2個(gè)事件僅出現(xiàn)在基本事件個(gè)數(shù)不等的若干最小割集中，若它們重復(fù)出現(xiàn)在各最小割集中的次數(shù)相等，則在少事件最小割集中出現(xiàn)的基本事件結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大。

　　由以上原則可知，一階最小割集是最危險(xiǎn)的，所以其內(nèi)的事件是重大危險(xiǎn)源。各個(gè)底事件結(jié)構(gòu)重要度的求出為接下來專家判斷各底事件發(fā)生的權(quán)重提供了依據(jù)。

　　③ 征集專家意見評價(jià)底事件發(fā)生的權(quán)重

　　底事件發(fā)生的權(quán)重一般通過基于歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)法和專家調(diào)查法確定。專家調(diào)查法通過選擇一定數(shù)量的專家組成評價(jià)小組，由分析人員將要評價(jià)的內(nèi)容設(shè)計(jì)成含義明確的意見征詢表，請專家匿名回答，由專家根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)對所評價(jià)的底事件的權(quán)重作出判斷，再用加權(quán)統(tǒng)計(jì)法或頻數(shù)統(tǒng)計(jì)法求出各底事件的權(quán)重。

　　④ 基礎(chǔ)評價(jià)模型

　　將第三方破壞、腐蝕、設(shè)計(jì)及操作不當(dāng)、管道材料和施工、地質(zhì)條件及其他影響等5類影響因素各按20%權(quán)重計(jì)算，按上述步驟③得出各底事件的權(quán)重，我們稱之為基礎(chǔ)評價(jià)模型。

　　4.3.4定量方法及步驟

　　本文采用故障樹分析法、傷害(或破壞)范圍評價(jià)法及風(fēng)險(xiǎn)矩陣法來評價(jià)。故障樹分析法在承接以上定性評價(jià)的基礎(chǔ)上，給出2個(gè)修正模型，對基礎(chǔ)評價(jià)模型進(jìn)行修正；傷害(或破壞)范圍評價(jià)法則給出了事故后果傷害模型，對燃?xì)庑孤┖蟮木唧w破壞情況進(jìn)行描述，并統(tǒng)計(jì)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失情況，將其轉(zhuǎn)化為可計(jì)量的分?jǐn)?shù)值；風(fēng)險(xiǎn)矩陣則給出了安全等級劃分的方法，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)值后給出評價(jià)結(jié)論。

　　① 故障樹分析法

　　在故障樹定性分析的基礎(chǔ)評價(jià)模型基礎(chǔ)上，引入2個(gè)修正模型。當(dāng)應(yīng)用于具體城市時(shí)，根據(jù)此城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的運(yùn)行資料及事故統(tǒng)計(jì)規(guī)律，將各事故的原因歸入前面所列的5種原因，按事故發(fā)生的比例做歸一化處理，得到此城市5種事故原因的比例，將此比例中的各項(xiàng)分別除以0.2后(因?yàn)榍笆鏊�有底事件�?quán)重是按5種事故原因各占20%計(jì)算的)，乘入5種原因所包括的底事件權(quán)重中，得出此具體城市的各個(gè)底事件對應(yīng)于頂事件的相對權(quán)重；或者<BR>具體到各燃?xì)夤艿罆r(shí)有更詳細(xì)的多年事故報(bào)修記錄，按上述方法得出底事件權(quán)重值，此過程稱為修正模型1。通過對各種材料的收集，判斷管理部門都采取了哪些保護(hù)措施，應(yīng)急預(yù)案、日常管理是否到位等情況，以減少其發(fā)生事故的可能性，此過程稱為修正模型2。

　　② 傷害(或破壞)范圍評價(jià)法

　　用于評價(jià)事故的后果方面，一般可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行計(jì)算：a.燃?xì)庑孤┮�起火�?zāi)、爆炸造成管道周圍人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；b.燃?xì)庑孤┰斐傻慕橘|(zhì)損失、管道修理費(fèi)用及停止輸氣造成的直接經(jīng)濟(jì)損失等；c.對管道周圍的環(huán)境破壞以及其他間接經(jīng)濟(jì)損失[10]。可將各種損失轉(zhuǎn)化為管道失效后果得<BR>分(如滿分按100分計(jì))。

　　③ 風(fēng)險(xiǎn)矩陣法

　　風(fēng)險(xiǎn)矩陣給出了安全等級劃分的方法，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)值后給出評價(jià)結(jié)論。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣，安全等級劃分為低風(fēng)險(xiǎn)等級：風(fēng)險(xiǎn)值為[0，24)；中等風(fēng)險(xiǎn)等級：風(fēng)險(xiǎn)值為[24，52)；中高風(fēng)險(xiǎn)等級：風(fēng)險(xiǎn)值為[52，84)；高風(fēng)險(xiǎn)等級：風(fēng)險(xiǎn)值為[84，100]。

　　4.4 安全控制措施

　　對危險(xiǎn)性較高的管道，應(yīng)給出安全控制措施。

　　4.5 安全評價(jià)結(jié)論

　　① 被評價(jià)管道的基本情況概述。

　　② 區(qū)段劃分結(jié)果。

　　③ 重大危險(xiǎn)源重要性大小。

　　④ 傷害(或破壞)范圍評價(jià)法得出的事故后果(傷亡人數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失等)。<BR>⑤ 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣得出燃?xì)夤艿赖陌踩�等級，再對危險(xiǎn)性高的管道列出控制措施。

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