摘要：针对城市燃气管道风险评价，结合肯特危险指数评分法对城市燃气管道的危险因素进行识分析，确立了城市燃气管道风险评价指标体系通过多层次评价，可以获得不同子指标各自的风险等级以及评价对象总体的风险等级。
关键词：城市燃气管道；风险评价；肯特评分法；多层次可拓评价；物元；关联度
Abstract: aiming at the city gas pipeline risk assessment, combined with Kent risk index evaluation method on city gas pipeline risk factors for general analysis, and established the city gas pipeline risk evaluation index system through multiple evaluation, can get different son index their risk levels and overall evaluation objects of risk levels.
Key words: the city gas pipeline; Risk assessment; Kent evaluation method; Multi-level extension evaluation; The matter-element; correlation
中图分类号：X937 文献标识码：A文章编号：
引言
作为现代城市不可或缺的市政基础设施，燃气管道在给居民生活带来方便的同时，也因种种原因存在着重大的安全隐患。相比给排水管道、供热管道，燃气管道由于输送介质具有易燃、易爆性，更易发生安全事故，其安全问题备受关注。事故一旦发生，不但会造成不同程度的人员伤亡和财产损失，而且会给工业生产和人民生活造成重大影响。燃气系统能否安全平稳运行直接关系到城市的经济、社会发展，关系到城市形象及功能的有效发挥，已成为评估现代化城市管理水平的重要标志。因此对城市燃气管道进行风险评价具有重要的现实意义。国外对城市埋地燃气管道的风险管理始于上世纪70年代，并取得了一定成绩[1-2]。目前国内对城市燃气管道的风险评价主要沿袭了肯特评分法，其中应中较多的为故障树法、模糊综合评价法[5-6]。故障树法逻辑性强，能系统、准确的进行风险分析，但工程实际中由于种种原因难以确定某一事件的精确概率，因此此方法的运用存在一定的局限性。模糊综合评价法能够较好的解决模糊的、难以量化的不确定问题，但步骤繁琐，对数学知识要求较高。
可拓评价法[8-9]是基于物元理论、可拓集合和关联函数理论提出的一种多指标综合评价方法，作为可拓学[8-11]的主要应用之一，在质量、性能评价等领域已经得到广泛的应用。传统的可拓评价法只限于一级指标的评价，而现实的待评价对象往往包含至少二级以上的评价指标。针对城市燃气管道风险评价，笔者结合肯特评分法[1,6-7]对传统的可拓评价法进行了改进，将燃气管道各危险因素划分为三级指标分别进行风险评价，最后进行整体综合风险评价，实现了燃气管道多层次风险评价。另外对评价程序中节域物元的范围进行了调整，使得风险评价结果更具合理性。
1 城市燃气管道风险评价模型
城市燃气管道风险评价主要包括风险评价指标体系的确定、评价指标度量和多层次可拓评价模型。
1.1 燃气管道风险评价指标体系
肯特法是最常用的油气长输管道风险评价方法，其主旨为在求取管道相对风险数大小的基础上，结合泄漏影响系数，确定管道危险程度。考虑到城市燃气气管道的特点和国内燃气管道的勘察、设计、施工和运行管理水平，肯特危险指数法的某些评价原则在国内并不适用，该指标体系以第三方破环、腐蚀、设计原因和误操作作为城市燃气管道风险评价的一级指标，一级指标下设二级指标（见图1.1），二级指标下设三级指标（见表1-4）。一级指标取值范围为0～100，二级指标总和为100，每项取值根据肯特法及国内外城市燃气管道各类事故统计数据（见表1）确定[1,6]。
图1 城市燃气管道风险评价指标体系
Fig.1 City gas pipeline risk assessment index system
1.2 城市燃气管道可拓评价程序
在可拓学中，物元是以事物、特征及事物的关于该特征的量值三者所组成的有序三元组，记为R=（事物、特征、量值）=（N、C、V），它是可拓学的逻辑细胞。设综合性评价问题为P，共有m个评价对象R1,R2…，Rm，n个评价指标c1，c2…，cn，则此问题可以利用物元表示为：P=Rx r，Rx （R1，R2，…，Rm）
Ri为评价对象，
可拓评价法的基本思想是：根据日常管理中积累的数据资料，把评价对象的优劣划分为若干等级，由数据库或专家意见给出各等级的数据范围，评定结果按它与各等级集合的综合关联度大小进行比较，综合关联度越大，就说明评价对象与该等级集合的符合程度越佳[10-11]。
1.2.1 确定权重系数
多层次可拓评价法求取综合关联度需要各指标的权重，文中各二级指标量值范围的确定是在充分考虑各指标相对重要度的基础上由层次分析法[12]计算得出的，其上限值归一化即为其权重。
1.2.2 确定经典域与节域物元
令
(1)
式中， ――燃气管道划分的第i个一级指标第j等级的经典域（i=1，2…，4；j=1，2…，4）
（t=1，2，3…，n）――第i个一级指标下的第t个二级评价指标；
―― 关于特征 的量值范围，即评价对象各优劣等级关于对应的特征所取得数据范围，此为一经典域。
令
(2)
式中， ――燃气管道第i个一级指标下二级指标的全体；
――P关于 所取得量值的范围，即P的节域。
为避免计算关联度时，因节域取值不合理而出现中间等级与两端等级关联度偏差过大，将各二级评价指标经典域的最小值、最大值分别定义为相应的节域物元，即 ， 。
1.2.3 确定待评物元
对评价对象 ，把所得各指标的取值用物元表示，称为评价对象的待评物元。式中， ――第i个一级评价指标第t个二级指标的量值，即评价对象的评价指标值。
(3)
1.2.4 建立关联函数，确定评价对象关于各等级的关联度
用以刻画可拓集合的，其取值为整个实数轴的代数式称为可拓集合的关联函数，初等关联函数的表达式为：
(4)
式中， 为点 与区间 的距，用下式表示:
(5)
1.2.5 计算评价对象的综合关联度
考虑各评价指标的权重，将关联度和相应的权重合成为评价对象关于各等级的综合关联度。
(6)
式中， ――第i个一级指标关于等级j的综合关联度； 为第t个二级评价指标对应的权重。
1.2.6 等级评定
本文将城市燃气管道的风险等级划分为1～4四级。传统的等级评价若 ，则评价对象 的优劣属于等级k，为进一步表示等级趋向将等级评定细化， 为评价对象的等级[14-15]。
（7）
2 结论
肯特危险指数评价法中的燃气管道风险评价指标为多层次可拓法的应用提供了恰当的指标平台。改进后的多层次可拓评价法优化了节域物元、综合关联度和风险等级评定准则，推理过程严密，适用性更强，评价结果更加客观，能够合理的评价对象的风险等级。文中通过对邯郸市某煤气管道的风险评价，案例所得等级为2.34，等级评定为2级，结果与改进前等级吻合且能够更好的反映等级倾向。与传统的可拓评价法相比，多层次可拓评价能够有效解决多级评价问题，并且能够针对某个指标进行重点分析评价，应用范围更广。基于多层次可拓评价法的城市燃气管道风险评价模型可以拓展到其它城市基础设施的风险评价，对城市基础设施及公共安全的发展具有巨大的促进作用。
参考文献
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