【摘要】通过分析影响城市燃气管道安全的风险因素 ,建立了城市燃气管道风险综合评价体系,运用模糊数学理论，建立判断矩阵求得风险因素的相应权重。结合模糊层次分析法,对城市燃气管道进行了风险评价。通过实例计算说明了模糊层次分析法在城市燃气管道风险评估上的适用性和可靠性,根据确定的风险等级，可对风险较高的管段采取行之有效的措施，防止事故的发生。
【关键词】燃气管道;模糊综合评价;风险评价
0.引言
城市燃气管道在使用过程中因腐蚀、第三方破坏或超压等因素所造成的管道泄漏或管道破裂事故，会导致人身伤害、设施破坏和环境污染等严重后果。因此,进行风险评价显得尤为重要。由于埋地燃气管道的工作环境复杂多变，故在管道的设计、施工、運行和维护期间存在许多诱发管道事故的模糊因素；此外，风险影响因素对管道的影响不一定是独立的，而是彼此关联，且关联关系随时间、地点等条件的不同而不同，具有很大的模糊性[1]。针对这些不确定性问题，更适合应用模糊数学理论和方法来解决[2]，以便提高风险评价结果的有效性。本文通过模糊层次分析法确定子目标和指标权重，用模糊层次分析法来进行城市燃气管道的风险评价。
1.层次分析法
层次分析法[3]的基本步骤，如下：① 建立递阶层次结构；② 构造判断矩阵；③ 层次单排序及一致性检验。
2.模糊层次分析综合评价模型
模糊综合评价是应用模糊关系合成的原理，从多个指标对被评价事物隶属度等级状况进行综合评价的一种方法，本文应用该方法进行城市燃气管道风险评价，其具体步骤如下：
2.1确定因素集
因素集U是影响评价对象的各个因素所组成的集合，可表示为
U=u,u,…,u,…,u(1)
其中元素u（i =1,2,…,n）是若干影响因素。
2.2建立权重集
一般来说，因素集U中的各个元素在评价中具有的重要程度不同，因而必须对各个元素u按其重要程度给出不同的权数a。由各权数组成的因素权重集A是因素集U上的模糊子集，可表示为
A=a,a,…,a,…a(2)
其中元素u（i =1,2,…,n）是因素u对U的权重数。即反映了各个因素在综合评价中所具有的重要程度，通常应满足归一性和非负性条件：
a=10≦a≦1 (3)
2.3确定评语集V
评语集是由评价对象可能做出的评价结果所组成的集合，可表示为：
V=v,v,…,v(4)
其中元素v（j =1,2,…,m）是若干可能做出的评价结果。
2.4单因素模糊评价
单独从一个因素出发进行评价，以确定评价对象对评价集元素的隶属程度，称为单因素模糊评价。
设评价对象按因素集中第i个因素u进行评价，对评价集中第j个元素v的隶属程度为r，则按第i个因素u评价的结果可表示为
R=r,r,…,r(5)
R称为单因素评价集，它是评价集上V的模糊子集。
2.5模糊综合评价
由因素集、评语集和单因素评价集就可以得到模糊综合评价模型。
B=A•R=(a,a,…,a)•=(b,b,…,b) (6)
b称为模糊综合评价指标。
2.6确定风险等级
模糊综合评价的最终结果是对城市燃气管道风险评价能力给出“低，较低，中等，较高，高”五个等级，得出模糊综合评价指标B后，按最大隶属度原则确定评价结果。
3.模糊综合评价模型的应用
某市埋地燃气管网是从20世纪80年代逐步发展起来的,已有30多年历史。由于管道周围运行环境不同,其风险也是不一样的,因此需要将管线分段。现拟取其中一段为例运用模糊综合评价法进行风险评价分析。
3.1首先建立城市燃气管道风险综合评价指标体系，并确定各指标权重，如图1所示。
3.2确定一级模糊综合评判等级向量B
B=A×R=0.24４０.２１２０.４０７０.０７３０.０６４
B=A×R＝０.１３５０.３２２０.３８８０.１４５０.０１
B=A×R＝０.２０７０.２２２０.３８７０.１０３０.０８２
B=A×R＝０.１２７０.３２３０.３６９０.１６８０.０１３
B=A×R＝０.３５５０.３６４０.２０９０.０７２０
3.3计算二级模糊综合评价集，并确定风险评价等级
Ｂ＝Ａ×B，Ｂ，Ｂ，Ｂ，Ｂ＝（０.１６９０.２９５０.３７９０.１２７０.０３）
按照最大隶属度原则,上述结果表明该城市燃气管道风险评价等级为第三等级,即风险情况为中等,可知该城市燃气管道的安全状况不容乐观,故应立即采取有效的措施防范燃气管道存在的潜在隐患,加大整改力度,以使得该城市燃气管道运行更加安全。
4.结论
(1) 应用层次分析法和模糊数学方法建立的多层次模糊风险评价模型，可以全面考虑影响燃气管道安全的各种因素，将定性和定量的分析有机地结合起来，既能够充分体现评价因素和评价过程的模糊性，又能尽量减少个人主观臆断所带来的弊端，比一般的专家打分等方法更符合客观实际，因此，评价结果更可信可靠。
(2)模糊层次风险评价方法给出了各个因素之间以及对上层因素的权重计算方法，据此可以识别出影响城市燃气管道安全的主要风险因素，从而有针对性地采取措施以防止事故的发生。
(3)本方法仍存在一定的局限性，如判断矩阵的生成不是评判过程中随机产生的，而是人为确定的，带有较大的主观性，对于因素权重的确定，仍需要进一步的研究。
【参考文献】
［１］陈利琼，张鹏等．油气管道风险的模糊综合评价方法探讨[J]．天然气工业，2003，23(2)：117—119．
［２］张增刚，朱向风．基于模糊故障树的城市燃气输配系统安全评估[J]．山东建筑工程学院报，2006，21(3)：239—242．
［３］张文艳．姚安林等．埋地燃气管道风险程度的多层次模糊评价方法[J]．中国安全科学学报，2006，16(8)：32—34．
［４］蔡良君．基于模糊层次分析法的管道风险因素权重分析[J]．天然气与石油，2010，28(2)：1—3．
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”