输气管道第三方破坏风险因素的敏感性分析.pdf
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1、 第 2 9卷 第 1期 NATURAL GAS AND O l L 输气管道第三方破坏风险 因素的敏感性分析 蒋 宏业 姚 安林 么惠全 2 张 照旭 2 1 西南石油大学石油工程学院 , 四川 成都 6 1 0 5 0 0 2 中国石油西气东输管道公司, 上海 2 0 0 1 2 2 天然号与石油 摘 要 : 输气管道第三方破坏风 险的诱 因错综复杂 、随机 性高,为此建立 了输 气管道第 三方破 坏故障 树 。 根据敏感 性因素的概 念和基本原理 , 通过对 输气管道 第三方破坏故 障树底 事件结 构重要度的计 算 , 分析 了输气管道第三方破坏风 险因素的敏感性 , 识别 出 了影响输
2、气管道 第三方破 坏风 险的主要 因素, 以期为输气管道第 三方破坏风 险的控制 、 安全管理提供依据 。 关键 词 : 第 三方破 坏; 风险 因素 ; 敏感性 分析 ; 输 气管道 文 献标识 码 : A 文章 标识 码 : 1 0 0 6 5 5 3 9 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 0 1 0 4 0前 言 在输气管道事故J x L 险可能性影响因素中, 管道第 三方破 坏一 直被 列 为 四大类 风 险因 素 的第 一位 在 已有的管道风险评价技术成果中 , 腐蚀诱发管道J x 【 险 增 大 的机 理研 究 和 风 险评 价 方法 相 对较 为成 熟 , 而 管 道 第
3、方破 坏 风 险 分析 技术 由 于各 种诱 冈错 综 复杂 、 随机 性 高 , 缺 乏对 第 方破 坏 风 险 的潜 在 诱 冈方 而 的 深入 研究 L 3 J 随 着我 国输 气管 道 建设 进 入 新 的快 速 发 展 时期 输气 管 道越 来 越 多地 需要 通 过 人 口密集 、 经济 发 达 的 地 区 , 南此 引起 的输气 管 道 第 三方 破 坏 事故 大 有 不 断 上升 的 发展 趋 势 。 因此 , 本 文研 究 了输 气管 道 第 i 方 破坏 风 险 的潜在 诱 因 然 后 就各 因素 对 输气 管 道 第 三 方破 坏 风 险进行 了敏 感性 分 析 , 以期
4、 为输 气 管 道第 三 方破 坏 风 险的控 制 、 安全 管理 提供 依据 。 1 敏感性分析概述 敏 感 性 分 析 是 指 由于 影 响 决 策 目标 的诸 多 因素 中的未 来状 况 常 常处 于 不确 定 的变化 之 中 , 由于决 策 的需 要 , 测定 并 分 析 其 中一 个 或 多个 因 素 的变 化对 目 标 的影 响程 度 , 以判 定各 个 因 素 的变 化对 目标 的重 要 性 。敏感 性 分 析来 源 于技 术 经 济领 域 , 它 是 用 于技 术 经 济 分 析 的一种 可 行 性分 析 方 法 , 常用 来 研 究项 目中 相 关不 确 定 因素 的变化 对
5、项 目经济 效益 的影 响 j 。 敏 感 性分 析 广 泛 用 于可 靠性 领 域 , 用 来研 究 影 响 系统可 靠性 的各 种 因素 对 系统 可靠性 的影 响 。 敏 感性 分析 从定性 的角度上 讲是 指在 保持 其它 变 量 不变 的条件下 ,变量 X改变 一个 相 同的增量 对 因变 收 稿 日期 : 2 01 0- 09-1 6 基 金 项 目 : 国家科技支撑计划项 目( 2 0 0 6 B A K 0 2 B 0 1 ) 作 者 简 介 : 蒋宏业( 1 9 7 4 一 ) , 男 , 四川 I 南充人 , 副教授 , 硕士 , 存读博士研究生 , 研究 方向为腐蚀 与防
6、护 、 油气储运系统风险评价 。 01 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m0 2 天 然 与 与 石 油 N A T U R A L G A S A N D O IL 2 0 1 1 年2 月 量贡献大小 的评价 也 即是 因变量 影响程度 的 比较 。 2第三方破坏风险因素 的敏感性分析 故 障树 分析 法 ( F a u l t T r e e A n a l y s i s 。 F T A) , 就 是 对 引起 系 统故 障 的 各种 因素 进 行分 析 。匦 出逻 辑 框 图 ( 故障树 )从而确定系统故障原因的各种组合方式和 发 生概率 , 并采 取相
7、应 的改 进措施 l 5 。 在一 棵 故 障 树 中 ,不 同 的底 事 件 所 处 的地 位 不 同 , 则其对 顶 上事 件 的影 响也 不 同 。了解 掌握 各个 底 事 件 的发生 对 顶上 事件 发 生所 产生 的影 响 程度 , 有 助 于人们获得修改系统的重要信息。在故障树的定性分 析 中常 采用结 构 重要度 分析 。 结构重要度分析 是通过计算故障树中各底事件 的结构 重要 度 系数 , 从 故 障树 结构 上分 析 各底 事件 的 重要 程度 。即在 不考 虑各底 事件 的发 生概率 或假定 各 底 事件 的发 生概 率 相等 的情 况 下 , 分析 各底 事 件 的发
8、生对 顶上 事件 发生所 产生 的影 响程 度 。这 与敏感性 分 析 的概 念 一致 。 若 故 障树 的 最小 割集 已经确 定 ,则 可根 据式 ( 1 ) 计 算 出某个底 事件 的结 构重 要度 系数 。然 后根 据结 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m表1 输气管道第三方破坏故障树基本事件表 第 2 9卷 第 1期 0I L AND GA S TRANSP ORT AT l ON AND ST ORAGF P第 三方破坏x 6 F l 外单位施工造成-t T ,x 7 F 2 占压 :x 8 F 3 重型车辆碾压x 9 F 4其它破坏XI O F 5意外
9、破坏X1 1 F 6违章施 工( 有管道资料 ) X1 2 F 7管道系统先 天不 足X 1 3 F 8 建 筑 占压 x1 4 F 9 物 料堆 放X1 5 F t O 违 章通行X 1 6 F 1 1 管道保 护失效X 1 7 F I 2 恶 意破坏X 1 8 F 1 3 管理失效X1 9 F 1 4 未 明确管道位置X 2 0 F 1 5 外单位施工X 2 1 F 1 6 外单位违章施工X 2 2 F 1 7 违章堆放X 2 3 F 1 8 盗损破坏X 2 4 F 1 9 管道资料不完整X 2 5 F 2 0 未及时发现X 2 6 F 2 1 未及时处理X 2 7 F 2 2 宣传力度不
10、够X 2 8 F 2 3 巡线制度未落实X 2 9 F 2 4 日常巡线失效X 3 0 F 2 5 管理制度不健 全X 3 1 F 2 6 违章施工治理制度未落实X 3 2 F 2 7 治理时遇到具体困难X 3 3 口 口 uU 管道 沿线企业 不配合 管道沿线居 民不配合 施工失误 管道最小埋深不足 管道无相应的保护措施 建筑物违章 占压 重型车辆违章通行 交通 道路变更 恐怖分子破坏 未与管理处协调 露天矿挖掘 打桩 、 强夯 取土 地质爆破 露天矿违章挖掘 违章打桩 、 强 夯 违章取土 违 章地质爆破 企业器材 、 机具临时堆放 企业物料堆放 打孔偷气 偷窃管道系统设施 管道埋深资料缺
11、失 管道走向资料缺失 地质资料缺失 法制宣传力度不够 管道重要性 宣传 不够 天 然气特性( 危 险性 ) 宣 传不够 无巡线制度 无群众举报 源制度 联 防机制失效 巡线人员不认真 巡线人员专业素质低 巡线人员造假 领导不重视 奖惩不力 巡线制度不健全 无违章治理制度 违章治理制度不健全 公安警力不足 不 了解管道 的重要性 不 了角 军 国; 铂 律 制度 与管道公司关系不和谐 构 重要 度 系数 的大 小 进 行 排 序 , 系 数 越 大 , 底 事 件 对 顶事 件发 生 的影 响也 越大 。 =卜 一 者 ( 1 ) 二 式 中 k j 第 个 最小 割集 ; ) 底 事件 位 于
12、 的底 事件 数 ; 第 i 个底 事 件属 于 第 个 最 小割 集 ; 油 号艏运 第 i 个底事件的结构重要度系数 。 根 据故 障树 底事 件 重要 度 的分 析结 果 , 可 以按 结 构 重 要 度 系数 的 大小 即相 对 重 要 程 度 将 各 底 事 件 进 行排 序 。各 底 事件 在 结 构 重要 度 系数 排 列 中 , 数值 所 占比例越 大 , 对 顶 上事 件 的影 响也 越 大 。结 合故 障 树 结 构 重 要 度 的计 算 结 果 、 故 障树 及 失 效 责 任 , 则 可 以 找 出输 气 管道第 三 方破 坏风 险 的敏感 因素 。 3输气 管道 第三
13、方破坏故 障树分析 3 1 输 气 管道 第三 方破 坏故 障树 的建 立 根 据 顶事 件 的确 定 原则 , 确定 “ 第 三方 破坏 ” 为故 障树顶 事 件 , 导致 顶 事 件发 生 的 最直 接 原 因是 外单 位 施丁造成破坏 、 占压 、 重型车辆碾压 、 其它破坏 , 其 中 任 一原 因发生 都将 导 致 输 气管 道 的第 三 方 破坏 事 故 。 然 后 以 四个直 接 原 因为 次 顶事 件 逐次 分 析 其原 因 , 以 此 类推 层层 深 入最 终 由 4 1 个 基本 事件 建 立 了故 障 树 , 其 结 构 如 图 1所 示 , 其 中各 基 本 事 件 所
14、 代 表 的意 义如表 1 所 示 3 2输 气管 道第 三方 破坏 故 障树 的定性 分析 定性 分 析 的 主要 目的 是 找 出 故 障 树 的 全 部 最 小 割集 , 即基 本事 件 对 顶事 件 产生 影 响 的组 合 与传 递方 式 。用最 小 割 集形 式 的结 构 函 数来 描 述故 障树 , 使其 能够 清晰 地表 明导 致 系统故 障 的所有 组合 情况 。 求 解 最 小 割集 的 常用 方 法是 行 列法 ( 又称 福 塞 尔 法 ) 和布 尔代 数 化 简法 。本文 采 用 布尔 代 数化 简 法求 解 输气 管 道第 l一方 破坏 故 障树 的最小 割集 。 顶事
15、 件 P ( 第三 方破 坏 ) 的等 效布 尔代 数方 程为 : P = X1 + X2+ X3+ X8 X9 +X8 X1 0 +X8 X1 1 +X8 Xl 2 +X21 X9+ X2I X1 0 +X21 X 1 1 +X2I X1 2 +X2 2 X9 +X2 2 X1 0+ X2 2 X11 + X22 X1 2 +X2 3 X9 + X2 3 X1 0 +X2 3 X1 1 十 X2 3 X1 2+ X4 X2 4 +X4 X2 5+ X4 X2 6 +X4X2 7+ X4 X2 8 +X4 X2 9+ X4 X3 0 +X4 X3 1 +X4X3 2+ X4 X3 3 +X4X
16、3 4+ X4 X3 5 +X4 X3 6 + X4X3 7+ X4 X3 8 +X4X3 9+ X4 X40 +X4 X41 + X5X2 4 +X5 X2 5+ X5X2 6 +X5 X27 + X5 X2 8 十 X5X2 9 +X5 X3 0+ X5X3 1 十X5 X3 2+ X5 X3 3 + X5 X3 4 +X5 X3 5+ X5X3 6 +X5 X3 7+ X5 X3 8 + X5 X3 9 +X5 X4 0+ X5 X4 1 +X6 X2 4+ X6X2 5 +X6 X26 +X6 X2 7+ X6 X2 8 +X6 X2 9+ X6X3 0 +X6 X3 1 +X6 X3
17、 2+ X6 X3 3 +X6 X3 4+ X6X3 5 +X6 X3 6 +X6 X3 7+ X6 X3 8 +X6 X3 9+ X6 X4 0 +X6 X4 1 +X7 X2 4+ X7 X2 5 +X7 X26 + X7X2 7 +X7 X28 +X7 X2 9+ X7X3 0 +X7 X3 1 十 X7 X3 2 +X7 X33 +X7 X3 4+ X7X3 5 +X7 X36 + X7 X3 7 0 3 4 5 6 7 8 9 O 1 8 9 0 l 2 j 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m0 4 2 0 1 1 年2 月 +X7 X3 8 +X7 X3
18、 9 +X7 X4 0+ X7 X41 + Xl 3 X2 4 + X1 3 X2 5 + Xl 3 X2 6 + X1 3X27 + X1 3 X2 8 + X1 3 X2 9 +X1 3 X3 0 + X1 3 X31 + X1 3 X3 2 + X1 3 X3 3 + X1 3 X3 4 + X1 3 X3 5 + X1 3 X3 6 + X1 3X3 7 + X1 3 X3 8 + X1 3 X3 9 + Xl 3 X40 + Xl 3 X41 + X1 4 X2 4+ X】 4 X25 + X1 4 X26 + X1 4X2 7 + X1 4 X28 + X1 4X29 + X1 4
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- 关 键 词:
- 输气管道 第三 破坏 风险 因素 敏感性 分析
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