摘要：本文通過分析安全管理與風險管理的關系，提出了一種基于風險的城市燃氣管道的安全管理方法。結合某市工程實例，運用風險矩陣圖和模糊綜合評價對潛在風險進行評估排序，確定風險性質并采取合理措施，以達到安全管理的目的。

關鍵詞：風險管理；安全管理；風險矩陣；模糊綜合評價

School of Economy and Management，Hebei University of Engineering Guo Zhanglin，S1in Yuli

Abstract：A new safety management method of urban gas pipelines is proposed by analyzing the relationship between safety management and risk management. With the engineering example in a certain city，the potential risks are estimated by the application of risk matrix and fuzzy comprehensive evaluation，which can determine the nature of risks and take reasonable measures to achieve the purposes of safety management.

Keywords：risk management；safety management；risk matrix；fuzzy comprehensive evaluation

    隨著城市化的建設加快，天然氣作為一種新型的、環(huán)保型的能源得到迅速發(fā)展，我國目前60%的大城市都埋設了大量的燃氣管道。我國大部分城市的燃氣管道已運行20多年，隨著燃氣管道的老化、腐蝕的加劇、地面交通道路的增長、管線周邊區(qū)域人口聚居程度增大，管道安全問題已成為關系到公共安全的重大問題，所以，對現(xiàn)役管道進行安全管理和風險評價具有重大現(xiàn)實意義。我國有關燃氣管道風險評價和安全管理的研究工作起步較晚。傳統(tǒng)的安全管理側重于燃氣泄漏發(fā)生后的補救，稍有疏忽就會發(fā)生惡性事故，不能起到事前預測的作用。本文通過風險評估，在風險基礎上對在役管道進行安全管理可以實現(xiàn)從被動搶修到主動預防的轉變，將事故消滅在發(fā)生前，提高科學管理水平，實現(xiàn)城市減災目標。如何科學合理地對城市燃氣管道進行安全管理和風險評價，全面客觀地對評價結果進行處理，真實反映管道系統(tǒng)的風險情況，是城市燃氣管道系統(tǒng)安全運行的重要保障。

    風險管理是指包括風險評估和風險控制的全過程，它是一個以最低成本將風險控制在最合理水平的動態(tài)過程，通過對風險管理的實施，能夠有效地控制和妥善處理風險所致?lián)p失的后果，實現(xiàn)以最小成本獲得最大安全保障，或者說風險效益的目標。

    燃氣管道風險管理是指對燃氣管道經營所面臨的風險進行評估，將管道運營風險程度控制在可接受的范圍內，達到降低管道事故發(fā)生概率，確保燃氣管道經濟、安全運行的目的。

    風險管理的基本內容^[1]包括：風險分析、風險評價和風險控制，如圖1。

 

   安全管理是管理科學的一個重要分支，它是為實現(xiàn)安全目標而進行的有關決策、計劃、組織和控制等方面的活動；主要運用現(xiàn)代安全管理原理、方法和手段，分析和研究各種不安全因素，從技術上、組織上和管理上采取有力的措施，解決和消除各種不安全因素，防止事故的發(fā)生。

   燃氣管道的安全管理是以安全為目的，對在役管道進行有關安全工作的決策、計劃、組織、指揮、協(xié)調、控制等職能，合理有效地使用人力、財力、物力、時間和信息，為達到預定的安全防范而進行的各種活動。

   安全管理強調減少事故，甚至消除事故，是將安全生產與人機工程相結合，給勞動者以最佳工作環(huán)境。而風險管理的內容較安全管理廣泛，不僅包括預測和預防事故、災害的發(fā)生，人機系統(tǒng)的管理等安全管理內容，而且延伸到了保險、投資，甚至政治風險等領域。

   風險管理是從傳統(tǒng)的安全分析和安全管理的基礎上發(fā)展起來的。傳統(tǒng)的安全管理多為事后管理，即從發(fā)生的事故中吸取教訓，這當然是必要的，但是有些事故的代價太大，必須預先采取相應的防范措施。風險管理的目的是預先發(fā)現(xiàn)、識別可能發(fā)生的危險因素，以便在事故發(fā)生之前消除、控制這些因素，防止事故的發(fā)生。

    傳統(tǒng)的安全管理側重于燃氣泄漏發(fā)生后的補救，稍有疏忽就會發(fā)生惡性事故。通過風險評估，可以實現(xiàn)從被動搶修到主動預防的轉變，將事故消滅在發(fā)生前，提高科學管理水平。

    燃氣輸配管網(wǎng)的安全運行事關重大，必須從主要采取補救型維護措施的管理方式轉變?yōu)轭A防型的現(xiàn)代安全管理理念，適時適地開展管網(wǎng)安全評價十分必要，本文就是要研究在風險管理的基礎上進行管道的安全管理^[2]。

    基于風險的城市燃氣管道的安全管理是以風險評價為基礎，用于對城市燃氣管道進行風險分析和預警以達到安全管理的目的。有效的基于風險的安全管理能夠事前預防事故，“變被動搶修”為“主動預防”。

    風險分析、評價過程是現(xiàn)代安全管理的核心。通過定量或定性的風險評價，進行管段及站場的風險識別，按風險程度排序，確定重大風險的性質并定位，尋求降低風險的措施，在有效分配資源的前提下，將風險降低到可以接受的水平。

    第一步，對某一段燃氣管道進行風險辨識，判別出影響該管段的主要風險因素。

    第二步，綜合分析各風險因素發(fā)生的概率以及將會導致的后果，計算出潛在風險的風險值和嚴重程度。

    第三步，對在役管道潛在風險進行優(yōu)先級排序，對高風險管段優(yōu)先進行安全風險評價并采取維護措施。

2.2.1 風險矩陣

   風險矩陣是在管理過程中辨別風險重要性的一種結構性方法，并且還是對被評項目的風險潛在影響進行評估的一套方法論^[3]。風險矩陣是：

    (1) 危險的嚴重性作矩陣的列。首先對危險的嚴重性劃分為一些具體的等級，劃分的具體辦法可根據(jù)系統(tǒng)及造成的損失大小來確定，即可以定性描述也可定量描述。

    (2) 危險發(fā)生的可能性作矩陣的行。對危險發(fā)生的可能性大小進行定性描述，從而劃分出危險可能性等級。

    (3) 建立風險矩陣。以危險發(fā)生后所造成的嚴重后果為風險矩陣的列，以危險發(fā)生的可能性為風險矩陣的行建立風險矩陣。則由建立的風險矩陣圖可直觀的表達出管道所處的真實狀態(tài)，使管理者及時地作出管理決策以保證管道安全運行。

    風險矩陣的橫坐標為管道失效后果，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5個等級，數(shù)字Ⅰ～Ⅴ分別代表著管道失效后果的不同嚴重等級，其以升序排列。Ⅰ表示管道失效后果不嚴重，Ⅴ就代表著管道失效后果非常嚴重。風險矩陣的縱坐標為管道失效可能性，失效可能性可分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級，其數(shù)字表示意義與失效后果的意義相同，即Ⅰ級表示管道發(fā)生失效的可能性小，Ⅴ級為管道失效可能性大。按照失效后果和失效可能性的不同組合，將風險劃分為4個級別，其如圖2所示。

 

    圖中Ⅰ是低風險區(qū)、Ⅱ為中風險區(qū)、Ⅲ為次高風險區(qū)、Ⅳ為高風險區(qū)。

    2.2.2 風險排序及應對措施

    運用數(shù)學模型將管道風險分析結果對比風險矩陣圖，看其屬于低風險區(qū)、中風險區(qū)、次高風險區(qū)還是高風險區(qū)，并采取相應合理措施。

    (1) 當處于低風險區(qū)時，評價對象處于安全狀態(tài)。

    (2) 當處于中風險區(qū)時，評價對象能滿足正常運行要求，但是應該加強管理，比如：加強運行檢查和運營監(jiān)督；落實維護規(guī)程；加強宣傳力度，提高管道周圍居民保護管道的意識；加強管道公司人員的素質與責任心等。

    (3) 當處于次高風險區(qū)時，評價對象處于嚴重事故萌發(fā)時期，在這個時期應當全面檢修，并增強管道防護措施，從而提高管道的建筑抗破壞能力和管道抗破壞能力；加強對管道定期檢查的頻率；對檢查中可能出現(xiàn)的嚴重問題，制定詳細的應對方案等。

    (4) 當處于高風險區(qū)時，評價對象已不能滿足正常運行要求，應該停氣檢修，除了采取上述更為嚴格的措施外，更應該加強管理，包括人員管理和檢修施工質量管理。

    某市埋地燃氣管網(wǎng)是從20世紀70年代逐步發(fā)展起來的，已有30多年歷史。管網(wǎng)總里程達910km，中低壓管網(wǎng)總長700多km，其中運行20年以上的管道約有170km。中壓管線目前長度為50km，管道材料主要是鑄鐵，管徑主要規(guī)格為：DN600，DN500，DN300，DN200；而低壓管線目前長度大約為120km，管徑的主要規(guī)格為：DN300，DN200，DN150，DN100，DN75。其輸送介質主要是人工煤氣，部分管道輸送介質為天然氣^[7]。

    由于管道周圍運行環(huán)境不同，其風險也是不一樣的，因此，需要將管線分段。現(xiàn)擬取其中一段為例運用模糊綜合評價法進行失效可能性和后果分析。

   2.3.1 管道失效可能性分析

   (1) 選定評價因素，構成評價因素集。

   按照W.Kent Muhlbauer的分類方法，造成管線失效和事故的原因共4大類，即第三方破壞、腐蝕、設計和誤操作。因此，造成埋地燃氣管道失效的因素集為U可以表述為：U=(u₁，u₂，u₃，u₄)={管道腐蝕，第三方破壞，管道設計水平，管道操作水平)。這4個主要影響因素又分別可細劃分為若干子因素。例如：腐蝕，影響腐蝕破壞的影響因素又包括土壤，管道防腐層，管道材料，服役時間等。

    (2) 根據(jù)評價的目標要求，劃分等級建立備擇集。

   為了管道評價的準確性與簡單性，一般用風險程度語言作為評價目標，經分析引起埋地燃氣管道失效可能性的評價的備擇集為：V=Ⅰ級，Ⅱ級，Ⅲ級，Ⅳ級，Ⅵ級)，其中Ⅰ級表示管道發(fā)生失效的可能性小，Ⅴ級表示管道發(fā)生失效的可能性大。

    (3) 對各風險要素進行獨立評價，建立模糊一致判斷矩陣，根據(jù)各風險要素影響程度，確定其相應的權重。

 

由以上建立的因素層次分析結構圖，結合專家知識以及管道數(shù)據(jù)，對各影響因素進行兩兩分析，確定模糊一致判斷矩陣。其矩陣如下式所示：

 

根據(jù)公式：，可以計算出因素權重。(其中a取1.5)

W=(w₁，w₂，w₃，w₄)=(0.35，0.2866，0.2167，0.15)

    (4) 運用模糊數(shù)學運算方法，確定綜合評價結果，分析項目風險水平。

    埋地燃氣管道失效可能性的第三方破壞、腐蝕、設計和誤操作這4個主要影響因素又分別可細劃分為若干子因素?，F(xiàn)綜合考慮影響管道失效的所有因素進行二級模糊綜合評判確定管段的失效可能性等級，根據(jù)對各因素的等級計算得出：

 

    按照模糊綜合評判最大隸屬度原則，知此管段的失效等級為Ⅱ級。

   2.3.2 管道失效后果分析

   影響管道失效后果嚴重程度的因素主要有：人員傷亡、社會影響、停氣損失、消防能力和管道維修系統(tǒng)影響等5個方面。

    同理，根據(jù)模糊綜合評價法可以求出管道失效后果評價結果：

    [0.4002 0.30120 0.1250 0.1305 0.1132]，按照模糊綜合評判最大隸屬度原則，知此管段的失效后果等級為Ⅴ級。

    綜合以上某一管段計算的失效可能性Ⅱ級和管段失效后果Ⅴ級，可由風險矩陣圖中知此管段的風險等級為偏高風險區(qū)，雖然管道失效的可能性較小，可一旦失效造成的后果損失卻很大。根據(jù)風險應對措施，當處于次高風險區(qū)時，評價對象處于嚴重事故萌發(fā)時期，在這個時期應當全面檢修，并增強管道防護措施，從而提高管道的建筑抗破壞能力和管道抗破壞能力；加強對管道定期檢查的頻率；對檢查中可能出現(xiàn)的嚴重問題，制定詳細的應對方案等。

    以風險評價為基礎的城市燃氣管道的安全管理的核心思想是：當風險評價為高風險時，與平時采取的安全措施會有不同，采取更為嚴格有效的安全管理，以降低風險概率或者風險損失，改變系統(tǒng)的風險大小。本文用風險矩陣圖和模糊綜合評價能夠對城市燃氣管道進行風險分析和預警，可以實現(xiàn)從被動搶修到主動預防的轉變，將事故消滅在發(fā)生前，提高科學管理水平以達到安全管理的目的。

1 張保銀.油氣管道風險管理方法研究及決策支持系統(tǒng)[碩士學位論文].天津：天津大學，2001

2 張琳.城市燃氣管網(wǎng)安全管理體系研究[碩士學位論文].上海：同濟大學，2006

3 馬躍東.哈爾濱市管道煤氣事故分析及其預防[J].工業(yè)安全與防塵，1999；5：1-4

4 汪元輝.安全系統(tǒng)工程[M].天津大學出版社，1999

5 嚴大凡，翁永吉等.油氣長輸管道風險評價與完整性管理[M].化學工業(yè)出版社，2005

6 賈增科.城市燃氣管道風險評價研究[碩士論文].邯鄲：河北工程大學，2008

7 王曉梅.城市埋地燃氣管道的風險評價[碩士論文].南京：南京工業(yè)大學，2006

8 何淑靜，周偉國.城市燃氣安全管理狀況的模糊綜合評價[J].上海煤氣，2004；3

9 陳秋雄，周衛(wèi)等.城市燃氣管道安全評估中的腐蝕評價[J].煤氣與熱力，2004；8

1O 周偉國，張軍，嚴銘卿.住宅燃氣系統(tǒng)的安全性評估[J].煤氣與熱力，2005； 25(7)：1-3

 

(本文作者：郭章林 孫雨麗 河北工程大學經管學院 056038)