基于网格化的中低压燃气管网风险管理创新方法

刘慧?马旭卿?张玉星?郭保玲?张慎颜

一、“网格化”燃气管网风险管理模式的提出

近年来，网格化开始应用于数据信息技术，以进行高性能资源共享。实施网格技术可以发挥网格的协同效应，将各个网格信息进行高度融合与共享，为管理人员和普通百姓提供更多资源与信息。现阶段，业界通过网格技术对各领域风险评价方法进行优化，提出网格化风险评价的理念，奠定了风险评价数字化的基础。

原有的燃气管道风险评价是根据评价者或管理者的习惯和要求划分单个评价单元，仅仅分割了大的评价对象，当再次进行风险评价时又会改变评价单元，不利于前后风险评价结果对比。且原有划分方法主要是按照管道里程线性划分，未考虑燃气管网网状敷设特点。利用网格的概念划分风险评价单元时，可以考虑管网特点并加入对于风险评价有用的信息，利用对风险评价相关参考的指标划分出利于风险评价的网格，并参考行政网格化管理大网格，在此基础内划分风险评价小网格。在得到风险评价结果后，还可以直接应用到网格化管理，直接反馈给城市网格管理信息平台，避免出现大的区域被打散的情况。

对于风险评价结果较高的网格，不仅企业可以给予重视，强化风险评价结果改进，城市公共安全管理方面也可以加大监管力度，保证公共安全及民众的安全。基于网格化的风险评价不仅是单纯的风险评价，要根据时代发展，结合数字化信息及未来数字化平台，在此基础上做好原有的风险评价，并且将结果与其他城市的数字化信息进行一系列整合，形成数字化城市管理。

二、中低压燃气管网风险评价网格的划分

在将网格化推广应用于复杂的中低压燃气管网时，网格划分应根据具体对象的特点进行变动。由于中低压燃气管网呈网状分布，支管较多，点多、面广，设备分布密集，因此中低压燃气管网风险评价网格划分应该不同于长输管道的按线路划分，而应该按面积划分。

首先，中低压燃气管网管辖单位应开展生产运行网格管理，将现有管网按照行政区域及管理范围划分成较大的运行网格，分属不同单位及部门进行管辖。但是，运行网格范围较大，且包含多个小区低压线、街道主干中压线等，各个中、低压线周边环境、建设年代、管线本身特征等均有差异，同一个运行网格内包含的管线相似性较差，无法作为最小单元对其进行风险评价。

因此，综合考虑后确定将运行网格作为风险评价网格划分的参考依据，在此基础上，根据风险评价需要再进行细致划分。对中低压燃气管网进行网格划分，需要确定划分网格的指标（表1），可以将这些指标分为管道运行管理区、管道所在地区环境、管道本身属性，以及运维管理因素四大类。管道运行管理区由燃气公司根据运营规划进行划分。管道所在地区环境，主要考虑政府市政设施、国家保护单位、工业及产业园区、商业区、居民住宅区，杂散电流区域，敷设地面活动情况多的区域等。管道本身属性主要考虑管道材质、压力等级、服役年限、防腐材料等。运维管理因素主要考虑运行管线过程中工作实施的情况，包括巡线频率和管道历史发生事故数量等。

表1 网格划分指标

根据上述网格化方法，对X区待评价中低压燃气管网进行划分，最终划分为32个网格（图1）。

图1 X 区燃气管网网格化示意图

三、基于网格化的风险评价指标体系

在中低压燃气管网风险评价系统中，使用WSR系统方法论，按照物理、事理、人理对所有风险因素进行分类，构建风险评价指标体系。

物理影响因素阐述客观存在的事实，主要包含管道本身参数、腐蚀因素、第三方破坏情况、历史失效情况、环境因素等。事理影响因素指为了减少系统风险所采取的有效手段，主要包含管理因素。人理影响因素主要用于协调、解决系统中的事项，主要体现在燃气管网与人有关的因素，包含误操作因素等。选取指标时，尽量选取不相关的指标和方便获得的指标，构建指标体系（图2）。

图2 中低压燃气管网风险评价指标体系

四、网格复杂性修正创新方法

中低压燃气管网敷设深入人群居住区、市政中心等，网格内环境复杂多变、影响因素较多，因此，引入网格复杂性修正因子，在原有风险评价指标体系基础上对其所处复杂条件进行修正。这里考虑的主要影响因素，包括网格内调压箱（站）数量、防护措施，支管、闸井数量等，不同因素根据重要度具有不同复杂性系数。

一是调压箱（站）数量。网格内每个调压箱（站）复杂性系数为3.0，根据调压箱（站）警示措施确定对修正因子影响（表2）。二是闸井数量。每个闸井的复杂性系数为4.0。三是支管数量。评价管段中所有用三通连接的分支记为一条支管，每条支管的复杂性系数为2.0。经过调压站的低压总线布局在小区干道上，经过每栋楼会产生一个支管，经过每单元又会产生一个支管，根据小区楼栋的数量及每栋楼平均单元数量简化计算该小区管网复杂程度较为合理。支管数量由小区内楼栋数量和单元数量综合确定。管线总复杂性系数由管道长度、调压箱（站）数量、闸井数量、支管数量综合确定。

表2 修正因子取值

五、網格化风险评价应用与提升

综上所述，本研究根据中低压燃气管网的特点引入了网格化概念，并提出中低压复杂管网的风险评价网格划分具体方法，还针对实际社区进行了网格划分。同时，基于WSR系统方法论的思想，构建中低压燃气管网风险评价指标体系。并根据网格化基础，创新性提出网格复杂性修正计算方法，使得风险评价结果更准确。

现选取某社区作为样本进行实例应用。X区某待评价中低压燃气管网总长度为174.87公里，管网敷设范围内包含居民小区、学校、公共设施等，环境复杂，人口密度大，管线数据变化大。X区划分后得出32个网格样本，以该网格样本为例进行风险评价计算示范，按照制定的网格风险等级划分原则（高风险“红”，较高风险“橙”，中风险“黄”，低风险“绿”）进行风险划分（图3）。

图3 某区风险分布网格图

经计算确定，网格n4、n7、n8、n12、n14的风险评价综合结果为中风险，其他网格为低风险。同时，结合现场数据可知，n7网格在违章占压方面需加强管理，及时解决占压问题，保证维抢修工作准时高效。n4、n8、n12、n14网格在腐蚀方面需加强管理。结合现场数据可知，这些网格需要及时进行防腐层破损点修复，针对服役时间长的管线及时更换老旧管线，降低泄漏事件发生的可能性。

通过网格化风险评价模式的应用，不仅大大提高了一线运行人员的运行效率，还在很大程度上解决了城市燃气中低压管网因布局繁杂、风险因素多变、敷设环境多样等原因造成的风险评价难题。而且针对不同网格的风险评价结果，提出了有针对性的风险管控措施，提升了城市燃气生产运营精细化管理水平。

（责任编辑：鞠阿莲）