浅谈天然气管道风险评价技术系统化的发展与趋势

温镜冉

【摘 要】随着我国管道天然气事业的蓬勃发展，对已建成的天然气管道进行研究与分析，以适应日益严峻的安全生产主题。结合在役管道运行情况，通过分析和对比国内外现有风险评价技术，结合计算机技术和大数据平台确立一套适应我国国情的风险评价系统，实现天然气管道从经验管理到科学管理的长足发展。

【关键词】天然气；风险评价；管道；发展趋势

天然气是人们日常生产、生活中不可或缺的重要资源，在推动经济发展、保障社会稳定以及促进国防建设的过程中发挥着十分重要的作用。随着能源短缺问题的日益加剧，如何确保天然气长输管道的安全运行，成为社会各界普遍关注与重视的问题。在能源产业日益重要的当今社会，天然气长距离管道运输的发展状况直接体现了一个国家的工业现代化程度和运输业发展程度。对于易燃、易爆的天然气来说，管道运输在运输量、运输成本、运输安全性等方面具有传统的海陆运输、公路运输、铁路运输及航空运输等运输方式无法比拟的优势，因此我国天然气输送以管道输送为主。天然气运输任务随着管道完整性管理技术的发展，对在役天然气输气管道进行风险评估是实现输气管道从安全管理向风险管理、从经验管理向科学管理过渡的必要技术手段。评估方式也逐渐由平面化向数据化发展，相应的系统软件介入到风险管理中，以提高数据利用率和人力物力配备最优化，预防减少风险事故发生。

20世纪30年代，风险评价技术诞生，主要应用于金融、保险、投资等领域，是经济学的一项决策技术。到50年代，风险评价逐渐发展成为一门独立学科。60年代以来，系统的风险评价理论逐渐应用到航空、航天、石油、化工、核工业等领域。70年代，随着核电技术的迅速发展，公众对核电站的安全性要求越来越高，促使风险评价技术在该领域的研究迅速发展以。1975年，美国原子能委员会反应堆安全机构（wash-1400）已将概率风险评价技术普遍应用于核工业领域，各种评价分析方法也不断得到发展和完善，随后相应的法律法规也应运而生。

二十世纪70年代，欧美等工业发达的国家在二战之后兴建的大量油气长输管道逐渐进入老龄期，各种管道事故频繁发生，造成了巨大的人员伤亡和经济损失，大幅度降低了各管道公司的盈利水平，同时也严重影响和制约了上游油气田的正常生产。如何减少事故发生的平率和延长管道的使用寿命，已成为各管道公司关注的焦点。为此，美国首先开始借鉴经济学和其他工业领域中的风险分析技术来评价油气管道的风险大小，以期望最大限度地减少油气管道的事故率和尽可能地延长重要管道的使用寿命，合理地分配有限的管道维护费用。

1985年，美国的Battle Columbus研究院发表了《风险调查指南》，首次将评分法应用于管道风险分析。1992年，美国的W·KentMuhlbauer编写了《管道风险管理手册》并由美国海湾出版公司出版发行，该书以美国前20年在管道风险管理工作中的经验总结为基础，详细介绍了管道风险评价模型和多种评价方法，为开展风险评价软件的开发提供了依据，其中管道风险评价模型已为世界各国普遍使用。1998年该书发行了第二版，増加了约三分之一的内容，介绍了管道风险评价修正模型及其适用条件并补充了成本与风险关系等风险管理内容，已成为世界各国开展油气管道风险评价研究工作的指导性文献。

随着美国开始管道风险评价工作之后，二十世纪八十年代中后期管道风险的评价和管理研究工作开始在世界上其他工业发达国家展开。1991年加拿大努发 （NOVA）公司开发出了首个与管道风险评价研究相关的软件。随后，1994年加拿大的Neo Corr工程有限公司开发了CMI（Corrosion Management Interface软件，开始展开与油气管道相关的风险咨询业务，该软件可评价出最有可能发生安全隐患的管道位置，以便于管理者对危害管道采取提前预防措施。加拿大的C-FER公司设计开发了用于管道的日常维护和检测风险分析软件包（PIRAMID），该软件包可对管道的失效概率和失效后果进行预测，对管道的运行风险进行预测，对管道的完整性管理起到了重要的作用。

1995年我国油气储运专家潘家华教授在《油气储运》杂志上对美国W Kent Muhbauer的《管道风险管理手册》做了详细介绍，由此引起我国科研人员对管道安全运行风险评价工作的关注与研究。随着管道行业的快速发展，我国研究人员对于管道风险评价的关注度逐渐提高，近年来在管道风险评价方面也取得了一些成果。

在风险评价定性研究方面，刘红芳、刘成敏和王海宁对天然气的开发、运输、储存和使用过程中存在的风险因素进行了分析，并对相关风险的产生原因进行了阐述。张德元通过结合川渝地区天然气净化厂的实际情况，从评价目标、评价手段、技术路线等方面与基于风险评估的设备检验技术（RBI）、以可靠性为中心的维修（RCM）评价技术进行了对比，对风险评价的未来发展趋势进行了预测。

过去几十年，管道风险评估技术得到快速发展，但依然沿袭传统的风险评估技术发展之路，在专家风险认知、事故概率统计等基础上，利用对外在风险认知程度对评估对象进行预测分析，其核心问题是风险评估的模型是基于有限的数据基础对整个系统进行评估的理念。随着管道发展到大数据时代，在实现管道属性相关数据对齐并纳入数据库的条件下，形成了管道大数据，在很多方面具备了“样本=总体”的基础，使风险评估技术及管理发生了相应的转变。

数据的来源丰富多样，当前管道系统大数据的来源分为外部数据资源与内部数据资源，外部数据资源包括外部培训资料、会展研讨信息、项目信息、专业数据库系统、科技文献资料、商业管理数据、外部交流数据、互联网资源等。内部数据资源包括实时管道运维数据、企业经营管理数据、内部情报支撑数据、企业内部提升数据等。数据的形式有结构化数据和非结构化数据，以往数据分析限于针对结构化数据，然而统计结果表明，在管道大数据来临时代，非结构化数据大量增加，分析手段必然要通过大数据分析理论来实现，因此未来大数据分析将是管道行业发展的重要趋势之一。

在天然气管道的风险评价中最为常用的是的指数评分法，它具有其他方法无法比拟的优越性，这种方法最先被我国管道系统引入并开始应用，但这种方法的建立和制定是基于美国的管道系统的特点及美国的国情。不同的国家有不同的管道特点和国情，通过对我国天然氣管网系统的调查研究、分析发现，该方法确定的各项风险因素的评分标准及权重比例并不适应于我国的天然气管网系统，这就要求我们通过收集我国天然气管网系统的有关资料，重新建立风险评价模型，确定评分标准，并就权重调整提出一套理论方法，再利用计算机技术和大数据平台建模，以建立一套适合我国天然气管网系统的风险分析方法。

【参考文献】

[1] 王康林，曹明明等.Muhlbauer风险分析法在管道风险评价中的应用[J].环境科学研究，2006，（2）：112-114.

[2] 杜锁军.国内外环境风险评价研究进展[J].环境科学与管理，2006，（4）：87-90.

[3] 王勇.欧美国家长输管道施工企业风险评价的经验与启示[J].百家述评，2016，3（6）：354.

[4] 宋东昱严大凡：天然气管道可靠性特征量，天然气工业，1997，17（6）.