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摘 要:油氣管道完整性管理的本質(zhì)特征是基于風(fēng)險(xiǎn)程度的事故預(yù)先管控模式。因此,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性將直接影響到油氣管道完整性管理決策的科學(xué)性。為此,在分析風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)管道完整性管理的決策影響和事故熱點(diǎn)辨識(shí)工程意義的基礎(chǔ)上,提出了評(píng)價(jià)油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量的技術(shù)思路。首先從人因因素、物因因素、工程因素和管理因素4個(gè)方面探討了影響油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量的客觀外因,然后重點(diǎn)研究了油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量的評(píng)價(jià)原理及其可以采用的相關(guān)評(píng)價(jià)方法,選取了評(píng)價(jià)方法簡單、易于操作的指標(biāo)體系法來進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),結(jié)合212程實(shí)際設(shè)計(jì)出了油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本流程(質(zhì)量評(píng)價(jià)實(shí)施前準(zhǔn)備階段、實(shí)施工作階段、實(shí)施完成階段)以及相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;最后通過案例分析驗(yàn)證了油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)的操作實(shí)用性。該研究從一個(gè)全新的角度揭示了提高油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確性的技術(shù)途徑,對(duì)推進(jìn)我國油氣管道完整性管理的技術(shù)進(jìn)步具有一定的參考意義。
關(guān)鍵詞:油氣管道??風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估??質(zhì)量評(píng)價(jià)??指標(biāo)體系??因素辨識(shí)??人因因素??物因因素??工程因素??管理因素
Quality evaluation for oil and gas pipeline risk assessment
Abstract:The oil and gas pipeline integrity management(PIM)is essentially featured by risk-based decision making,which will highly rely on the accuracy of risk assessment.In view of this,technical approaches for quality evaluation of oil&gas pipeline risk assessment were proposed based on a brief analysis of engineering roles of risk assessment in decision-making of PIM and accident hotspot recognition.First,the four obj ective external factors regarding to the quality of oil and gas pipeline risk assessment were discussed in terms of human,materials,engineering and management.Then,the quality evaluation principles and related evaluation methods were studied in detail;quality evaluation was performed by adopting an evaluation index system simple and easy to operate.Finally,combining with the engineering practices,the basic process from preparation to implementation and the corresponding evaluation index system were thus developed.Case studies validated the operability and practicality of the quality evaluation for oil and gas pipeline risk assessment.From a brand new perspective,this study displays an effective means of improving the accuracy of oil and gas pipeline risk assessment,which is of great value in promotiflg the technical progress in domestic oil and gas pipeline integrity management.
Keywords:oil&gas pipeline,risk assessment,quality evaluation,index system,factors identification,human cause factor,material factor,engineering factor,management factor
油氣管道完整性管理的本質(zhì)特征是基于風(fēng)險(xiǎn)程度的事故預(yù)先管控[1-8],油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)因素辨識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)程度評(píng)估是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心要素。油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是對(duì)油氣管道安全秋態(tài)的一種判別,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性將直接影響到油氣管道完整性管理決策的科學(xué)性。長期以來由于人們更多關(guān)注如何評(píng)估出油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)程度,對(duì)其評(píng)估本身質(zhì)量的好壞卻有所忽視,所以至今尚未在油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)方面開展更多的研究工作[9-10]。據(jù)英國官方機(jī)構(gòu)報(bào)告,在其審查過的325份安全報(bào)告中,僅有86份是完全符合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量要求的,僅占26.5%[11]。在中國除高進(jìn)東等人在21世紀(jì)初借鑒產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)體系提出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的質(zhì)量概念以外[9],僅有少數(shù)人對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的質(zhì)量評(píng)價(jià)開展了初步研究[12-13]。因此,筆者研究油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)的目的,就是希望從一個(gè)全新的角度來探尋提高油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確性的技術(shù)途徑。
1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在油氣管道完整性管理中的重要作用
油氣管道完整性管理是指油氣管道運(yùn)營商持續(xù)地對(duì)油氣管道潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià),并采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策,將油氣管道運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平始終控制在合理的可接受范圍之內(nèi)[14]。油氣管道完整性管理包括6個(gè)階段:數(shù)據(jù)采集、高后果區(qū)(HCA)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、完整性評(píng)價(jià)、維修維護(hù)與效能評(píng)價(jià),其中以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為核心。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估包括油氣管道的失效可能性分析與失效后果評(píng)估,失效可能性分析要求采集的數(shù)據(jù)完整且真實(shí)可靠,失效后果評(píng)估則要求識(shí)別出管道所在位置是否是高后果區(qū)。完整性評(píng)價(jià)是對(duì)油氣管道本體安全進(jìn)行的一種性能綜合評(píng)價(jià),它要求能辨識(shí)出引起油氣管道本體損傷的各類因素,實(shí)質(zhì)為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的失效可能性分析。而效能評(píng)價(jià)則是對(duì)基于風(fēng)險(xiǎn)的完整性管理周期的一種檢驗(yàn)評(píng)價(jià)。維修、維護(hù)則是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果做出的風(fēng)險(xiǎn)緩解響應(yīng)。從油氣管道完整性管理的技術(shù)流程可以看出[15],及時(shí)地辨識(shí)影響油氣管道安全的各種風(fēng)險(xiǎn)源,定期地對(duì)油氣運(yùn)行管道開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并在實(shí)施完風(fēng)險(xiǎn)緩解措施后開展風(fēng)險(xiǎn)再評(píng)價(jià)始終是每個(gè)完整性管理周期內(nèi)的主要任務(wù),而且國內(nèi)外許多油氣管道公司開展管道完整性管理工作的實(shí)踐已經(jīng)證明,如果不能合理地識(shí)別出影響油氣管道安全的風(fēng)險(xiǎn)要素,油氣管道完整性管理的許多決策措施就會(huì)缺乏針對(duì)性;如果不能準(zhǔn)確地評(píng)定油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)程度,“視性維護(hù)”的完整性管理核心理念就無法真正體現(xiàn)。由此可見,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不僅是油氣管道完整性管理的核心技術(shù),而且風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的質(zhì)量是影響油氣管道完整性管理效能的關(guān)鍵因素。
2 油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量及其影響因素辨識(shí)
2.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量影響因素的辨識(shí)方法
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量影響因素的識(shí)別是整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)的重點(diǎn)和核心,而諸多主要因素識(shí)別的程度是否完整,直接決定著風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)的成敗以及所制訂的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的有效性和科學(xué)性。常見的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量影響因素辨識(shí)方法包括頭腦風(fēng)暴法、因果分析法、帕累托圖法、檢查表法、德爾菲法、情景分析法、系統(tǒng)分析法、經(jīng)驗(yàn)法等。
2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量影響主要因素辨識(shí)
影響油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量好壞的因素眾多,如果要想把所有因素都納入評(píng)價(jià)的考慮之中,則勢(shì)必會(huì)增大質(zhì)量評(píng)價(jià)的成本,顯然不容易被大眾所接受。因此,結(jié)合油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工作流程,從經(jīng)濟(jì)可行的角度出發(fā),可以將影響油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量的主要因素大致歸納為人因因素、物因因素、工程因素和管理岡素等4個(gè)方面[16]。
2.2.1人因因素
人是生產(chǎn)活動(dòng)的主體,是創(chuàng)造一切財(cái)富、實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)的關(guān)鍵,也是激發(fā)事故(包括質(zhì)量事故)的主要因素。在開展油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過程中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估員是主體,他們對(duì)最終風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量的影響是決定性的。影響人的因素主要取決于人自身素質(zhì)及對(duì)人性“弱點(diǎn)”(記憶力、注意力和反應(yīng)力等存在極限)的控制程度,并與遺傳、理論素養(yǎng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與敬業(yè)精神等有關(guān)。具體這方面的子因素可從風(fēng)險(xiǎn)評(píng)審團(tuán)的自身素質(zhì)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)審團(tuán)的違章行為去考核。
2.2.2物因因素
對(duì)油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的質(zhì)量評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響的物因因素主要出現(xiàn)在油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估前。油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)準(zhǔn)備工作是否完善,直接關(guān)系到整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的效率和效果。影響此階段評(píng)估質(zhì)量的物因因素分析主要涉及油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的組織、準(zhǔn)備,尤其是進(jìn)行油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估前一系列的資料準(zhǔn)備和基礎(chǔ)研究工作。
2.2.3工程因素
當(dāng)前的油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要在提升現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上開展相關(guān)技術(shù)服務(wù)和實(shí)踐,因此,油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在科技創(chuàng)新角度上是一種技術(shù)創(chuàng)新,在研究成果應(yīng)用角度上也是對(duì)油氣管道業(yè)主(客戶)的一種咨詢技術(shù)服務(wù)。于是從這個(gè)層面上可將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的質(zhì)量分為2個(gè)基本方面:“技術(shù)質(zhì)量”(針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù))和“功能質(zhì)量”(針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)施,也可以理解為服務(wù)質(zhì)量)。
影響“技術(shù)質(zhì)量”的工程因素貫穿于整個(gè)油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目中,于是可把風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目分為實(shí)施前、中、后3個(gè)階段,就這些工程影響因素進(jìn)行分析。對(duì)于影響“功能質(zhì)量”的工程因素主要從風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)質(zhì)量感知的角度上對(duì)油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的質(zhì)量評(píng)價(jià)進(jìn)行全面分析。
2.2.4管理因素
油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目進(jìn)行過程中,管理因素始終貫穿于始末,因此,管理因素對(duì)最終評(píng)估質(zhì)量的影響也是不可忽略的。具體到管理因素的子因素可從以下3點(diǎn)進(jìn)行辨識(shí):①油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方的資質(zhì)和職業(yè)道德;②風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目的組織和管理;③風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程的交互作用。
3 油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)原理與方法
3.1 評(píng)價(jià)原理
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)原理主要有2個(gè):①相關(guān)原理;②類推和概率推斷原理[17]。相關(guān)原理是對(duì)整個(gè)油氣管道系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析,利用歷史數(shù)據(jù)建立起因變量和自變量之間的數(shù)學(xué)模型,從而揭示其內(nèi)在聯(lián)系。類推和概率推斷原理是根據(jù)2個(gè)相同事件間已知的聯(lián)系規(guī)律,根據(jù)先導(dǎo)事件發(fā)展規(guī)律推導(dǎo)類似事件的發(fā)展規(guī)律,從而進(jìn)行概率推斷。
3.2 評(píng)價(jià)方法
依據(jù)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的量化程度,將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)方法大致分成定性和定量兩大類。定性方法主要有專家評(píng)分法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法、檢查表法和影響圖法等;定量方法主要有風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)法、關(guān)聯(lián)度函數(shù)法和指標(biāo)體系等。由于指標(biāo)體系法其評(píng)價(jià)方法簡單、易于操作,故筆者采用指標(biāo)體系法來進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。
3.2.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建程序
油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立是一個(gè)反復(fù)的過程,涉及資料收集、評(píng)價(jià)目標(biāo)分解、指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)確定、指標(biāo)的收集和篩選、指標(biāo)內(nèi)涵及量化性設(shè)計(jì)、指標(biāo)權(quán)重分析、指標(biāo)體系的篩選和分析、指標(biāo)體系科學(xué)性分析(有效性分析、敏感性分析)等步驟。在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立過程中,專家咨詢法將貫穿其中每一個(gè)環(huán)節(jié),最后構(gòu)建出的指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)還應(yīng)該在實(shí)踐中檢驗(yàn)其有效性,才能在實(shí)際評(píng)價(jià)中應(yīng)用。油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立程序如圖l所示。
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3.2.2指標(biāo)體系的構(gòu)建
根據(jù)圖1所示的油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建程序,并結(jié)合質(zhì)量主要影響因素辨識(shí)分析結(jié)果,構(gòu)建出質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的兩級(jí)層次結(jié)構(gòu)(圖2),二級(jí)指標(biāo)以下指標(biāo)應(yīng)根據(jù)專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的內(nèi)容來制訂。
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當(dāng)構(gòu)建出某一專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的所有指標(biāo)后,進(jìn)一步對(duì)底層指標(biāo)的量化給出具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),可以將每一指標(biāo)劃分為5個(gè)等級(jí),其劃分原則如下:①1分——指標(biāo)處于最不町靠的狀態(tài);②3分——指標(biāo)可靠性程度較差;③5分——指標(biāo)可靠性程度一般;④8分——指標(biāo)可靠性程度良好;⑤l0分——指標(biāo)可靠性程度優(yōu)秀。
具體評(píng)價(jià)指標(biāo)如果量化困難,可以采用“是”或“否”兩級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn):①“是”,即為10分;②“否”,則取為0分。
3.2.3指標(biāo)權(quán)重計(jì)算
由于每個(gè)指標(biāo)相對(duì)重要程度不同,因此,需要采用指標(biāo)的權(quán)重來刻畫這種差異程度。傳統(tǒng)權(quán)重計(jì)算可采用層次分析法(AHP),但其結(jié)論和算法都是建立在判斷矩陣一致性基礎(chǔ)上的,而在實(shí)際應(yīng)用中所建立的判斷矩陣往往都不是一致矩陣,這就將導(dǎo)致評(píng)價(jià)指標(biāo)間權(quán)重系數(shù)排序關(guān)系的錯(cuò)亂。為此可采用權(quán)重的另一種算法——G1法[18]。G1法是一種主觀賦權(quán)法,具有以下特點(diǎn):①不需要構(gòu)造矩陣,更無需一致性檢驗(yàn);②計(jì)算量較AHP法成倍地減少;③方法簡便、直觀;④在同一層次中元素的個(gè)數(shù)沒有限制;⑤具有保序性。
3.2.4評(píng)價(jià)指標(biāo)分值計(jì)算
根據(jù)指標(biāo)體系各底層指標(biāo)的分值等級(jí),對(duì)所評(píng)價(jià)的對(duì)象逐項(xiàng)進(jìn)行質(zhì)量檢查評(píng)定,確定出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的得分值Fij然后,用下式計(jì)算各評(píng)價(jià)項(xiàng)目的分值(Ai):
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式中Ai為評(píng)價(jià)項(xiàng)目i的得分;Qij為評(píng)價(jià)項(xiàng)目i中評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)值;Fij為評(píng)價(jià)項(xiàng)目j指標(biāo)的得分;行為評(píng)價(jià)項(xiàng)目指標(biāo)的個(gè)數(shù)。式(1)中乘以系數(shù)10是為了將得分轉(zhuǎn)化為百分制。
再按下式計(jì)算評(píng)價(jià)總得分(Z):
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3.2.5評(píng)價(jià)等級(jí)及結(jié)果
得出油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)的總得分2后,就容易判斷最終整體上管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量的優(yōu)劣,從而為項(xiàng)目的驗(yàn)收和今后類似油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的開展提供依據(jù)和參考借鑒。根據(jù)油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)總得分的不同,一般而言可以將油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可信度劃分為4個(gè)等級(jí),劃分標(biāo)準(zhǔn)如表l所示。
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4 油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)流程
對(duì)油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),歸根到底是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)。借鑒國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布的《安全評(píng)價(jià)通則》
[19],同時(shí)結(jié)合成熟的油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)流程,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估質(zhì)量評(píng)價(jià)流程依次為:①質(zhì)量評(píng)價(jià)的準(zhǔn)備階段;②質(zhì)量影響因素辨識(shí)與分析;③質(zhì)量影響因素的定性定量度量評(píng)價(jià);④建立質(zhì)量評(píng)價(jià)評(píng)分體系,形成質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)論與建議,提出質(zhì)量改善和控制對(duì)策;⑤編制質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告,并對(duì)質(zhì)量改善和控制措施進(jìn)行跟蹤調(diào)整。