專利名稱：一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定方法及其應(yīng)用，尤其涉及燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的定量計(jì)算，屬于油氣儲(chǔ)運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著城市擴(kuò)容速度的加快和燃?xì)夤芫W(wǎng)的老化，城市燃?xì)夤艿佬孤┲?、爆炸、中毒等惡性事故時(shí)有發(fā)生，已成為繼交通事故、工傷事故之后的第三大殺手。
如果能根據(jù)城市燃?xì)夤艿赖氖褂们闆r，綜合各方面因素對(duì)管道進(jìn)行綜合等級(jí)計(jì)算，劃分等級(jí)，進(jìn)而采取分級(jí)管理，分別采取有針對(duì)性的技術(shù)措施和管理措施，預(yù)先控制和減少其可能引發(fā)的事故災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤艿栏咝У娘L(fēng)險(xiǎn)管理，也為政府部門了解掌握本地燃?xì)夤芫W(wǎng)安全狀況，提高城市燃?xì)獍踩\(yùn)行管理水平，完善城市燃?xì)獗Ｕ瞎δ埽嵘鞘锌褂卮蠡馂?zāi)的能力提供技術(shù)支持。目前，國(guó)內(nèi)燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的研究處于從半定量向定量的過(guò)渡階段，燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定大多處于半定量化階段，沒(méi)有建立精確的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，尤其對(duì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障的上一級(jí)事件與下一級(jí)事件之間的不確定因果關(guān)系不能有效描述，使評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響，對(duì)城市埋地燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尚未形成系統(tǒng)、完整的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，對(duì)燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定方面的研究也不全面、系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)在城市燃?xì)廨斔凸艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定方面應(yīng)用的分析研究方法，主要有肯特評(píng)分法及其改進(jìn)方法、層次分析法、風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則法、基于個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的方法、概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、等分法和正態(tài)分布的3 0劃分法等等。肯特評(píng)分法是一種比較成熟并廣泛應(yīng)用于管道線路的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，在美國(guó)、英國(guó)、加拿大等同的應(yīng)用尤其廣泛。肯特評(píng)分及其改進(jìn)方法的理論成熟，方法簡(jiǎn)便，以實(shí)際參數(shù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，評(píng)估結(jié)論合理可信，尤其是該方法所確立的第三方破環(huán)、腐蝕因素、設(shè)計(jì)因素、和誤操作因素等4個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分指標(biāo)在燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)研究中普遍使用，具有較高的參考價(jià)值。但其資料收集評(píng)判存在主觀性，要求評(píng)價(jià)者必須擁有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，才能保證評(píng)判的一致性和符合性。層次分析法是一種定性和定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策方法，主要用于多目標(biāo)的優(yōu)劣排序和權(quán)重確定，其對(duì)權(quán)重的確定需要對(duì)矩陣A的最大特征根\ _計(jì)算來(lái)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。層次分析法計(jì)算簡(jiǎn)單，指標(biāo)權(quán)重具有一定的可繼承性，但權(quán)重系數(shù)比較粗略。相對(duì)而言，屬于客觀賦權(quán)法的熵值法能夠深刻地反映指標(biāo)信息熵值的效用價(jià)值，其給出的指標(biāo)權(quán)重比層次分析法有較高的可信度，但缺點(diǎn)是缺乏各指標(biāo)之間的橫向比較，需要完整的樣本數(shù)據(jù)，在應(yīng)用上受到限制。風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則(Risk Acceptance Criteria)在風(fēng)險(xiǎn)分析中表示在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)或系統(tǒng)的某一行為階段內(nèi)可接受的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，它直接為風(fēng)險(xiǎn)分析和制訂風(fēng)險(xiǎn)減小措施提供參考依據(jù)，并在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析之前預(yù)先給定。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的表示方式，風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則有定量和定性兩種描述方法。城市燃?xì)廨斔凸艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)因素主要有安全(個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn))、經(jīng)濟(jì)(與管道事故有關(guān)的經(jīng)濟(jì)損失，包括潛在的事故成本、停輸延誤生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等)、環(huán)境(天然氣泄漏造成的生命財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境破壞等)三個(gè)方面。因此，在確定城市燃?xì)廨斔凸艿里L(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則時(shí)，應(yīng)該綜合考慮個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則三個(gè)方面。風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則法分別確立了個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，從不同于傳統(tǒng)肯特評(píng)分法的角度對(duì)燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)定進(jìn)行研究。雖然該方法的研究已取得很大進(jìn)展，但是在解決一些具體問(wèn)題時(shí)仍然存在不少困難，例如風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則的度量多維化、風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則的優(yōu)先排序合理化、風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則的適時(shí)更新等。此夕卜，雖然有些國(guó)家已經(jīng)制定了風(fēng)險(xiǎn)管理與分析指南(NORSOK標(biāo)準(zhǔn))，但至今尚無(wú)專門用于評(píng)價(jià)天然氣管道事故可接受性風(fēng)險(xiǎn)的國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這也為該方法的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了挑戰(zhàn)。因此，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于物元和可拓集合理論的燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定方法。該方法綜合考慮了影響管道失效可能性的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素以及燃?xì)夤艿揽?能造成的失效后果，引入了物元理論和可拓集合的方法，通過(guò)建立城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定的可拓評(píng)價(jià)系統(tǒng)和基于相關(guān)函數(shù)的可拓評(píng)價(jià)方法，將實(shí)際問(wèn)題的質(zhì)與量相結(jié)合，構(gòu)建計(jì)算模型和數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)解決燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定問(wèn)題，與其他一些主要依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)打分的主觀方法比較而言，該方法更具有客觀性和可信度。同時(shí)，為了使工程實(shí)際應(yīng)用更加方便、易操作，設(shè)計(jì)編制了燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算程序，既驗(yàn)證人工計(jì)算的結(jié)果，在很大程度上提高了基于物元和可拓集合理論的燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定方法在實(shí)際中的應(yīng)用性，使得該方法在體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定客觀性和精確性的同時(shí)，還具有一定的實(shí)用價(jià)值，是增強(qiáng)燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)管理的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在于提供了一種適用于城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可行、可信、方便的方法。本方法利用基于物元和可拓集合理論及其定量計(jì)算結(jié)果客觀性和可信度高的特點(diǎn)，結(jié)合層次分析法和肯特法，經(jīng)整合后可以達(dá)到有效評(píng)定城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是基于物元和可拓集合相關(guān)理論，建立了城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定的物元和可拓評(píng)價(jià)系統(tǒng)，確定計(jì)算模型和數(shù)學(xué)函數(shù)，結(jié)合肯特評(píng)分改進(jìn)方法和運(yùn)用層次分析法確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征及其權(quán)重系數(shù)，設(shè)計(jì)編制計(jì)算機(jī)程序?qū)υ撊細(xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定結(jié)果。所述的城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定的物元和可拓評(píng)價(jià)系統(tǒng)，確定了第三方破壞、腐蝕因素、設(shè)計(jì)因素、操作管理因素等4項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征值，運(yùn)用層次分析法確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征及其權(quán)重系數(shù)。所述的評(píng)定方法在于通過(guò)設(shè)計(jì)編制計(jì)算機(jī)程序?qū)υ撊細(xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)證，得出客觀、可信的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定結(jié)果，并簡(jiǎn)化和方便了其在實(shí)際工程中的運(yùn)用。一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定應(yīng)用為
(1)確定待評(píng)物元，即第三方破壞、腐蝕、設(shè)計(jì)、操作管理等4項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征，應(yīng)用肯特評(píng)分改進(jìn)方法得出各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征值，確定量域和節(jié)域，建立同征物元體，確定關(guān)聯(lián)函數(shù)；
(2)采用層次分析法分別計(jì)算為第三方破壞(C1)、腐蝕因素(C2)、設(shè)計(jì)因素(C3)和操作管理因素(C4)的權(quán)重，并進(jìn)行一致性判斷，然后確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；
(3)設(shè)計(jì)編制燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算程序，進(jìn)行計(jì)算，得出并驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定結(jié)果，大大簡(jiǎn)化和方便了該方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。本發(fā)明的作用機(jī)理是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的負(fù)效應(yīng)理論，辨識(shí)與分析危險(xiǎn)、有害因素，根據(jù)物元和可拓集合理論，研究物元的可拓性和物元的變換以及物元變換的性質(zhì)，定量描述事物的可變性?？赏卦u(píng)價(jià)方法是對(duì)研究對(duì)象從可行性和優(yōu)化性的角度來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)的，是定性與定量的結(jié)合，利用物元的可拓性進(jìn)行定性計(jì)算，利用可拓集合論，通過(guò)建立關(guān)聯(lián)函數(shù)進(jìn)行
定量計(jì)算。本發(fā)明與相同評(píng)定其他方法的區(qū)別在于 (I)根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料確定了更加全面、客觀的燃?xì)夤艿乐饕L(fēng)險(xiǎn)因素，即第三方破壞、腐蝕因素、設(shè)計(jì)因素、操作管理因素等，結(jié)合肯特改進(jìn)法確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征值，運(yùn)用層次分析法確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重系數(shù)，即將物元可拓評(píng)價(jià)方法與肯特評(píng)分法和層次分析法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，又提高了分析過(guò)程的客觀性。與傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定方法，比如風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則法、概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和正態(tài)分布的3 0劃分法等相比，可拓評(píng)價(jià)方法在很大程度上避免了人為主觀因素的參與，結(jié)果更為客觀，而且等級(jí)變量特征值能夠?qū)崿F(xiàn)同級(jí)別內(nèi)的區(qū)分，即有評(píng)定分級(jí)的細(xì)化作用。(2)設(shè)計(jì)編制燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定計(jì)算程序，簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，表明該計(jì)算程序運(yùn)行正確、快捷，較好地解決了物元和可拓集合方法的計(jì)算復(fù)雜和使用不便的問(wèn)題。更重要的是，運(yùn)用該計(jì)算程序就可以更有效、快速地對(duì)某一區(qū)域的眾多燃?xì)夤芏芜M(jìn)行逐一風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算評(píng)定，具有較好的推廣使用價(jià)值。


圖I是燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算程序 圖2是管段樣例示意 圖3是管段I的計(jì)算運(yùn)行界面 圖4是管段5的計(jì)算運(yùn)行界面 圖5是穿越管段3的計(jì)算運(yùn)行界面圖。
具體實(shí)施例方式I、燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的定義和劃分標(biāo)準(zhǔn)
借鑒《在役工業(yè)壓力管道安全狀況等級(jí)評(píng)定推薦方法為和原勞動(dòng)部對(duì)壓力容器進(jìn)行安全等級(jí)劃分的經(jīng)驗(yàn)，將城市燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分為5個(gè)等級(jí)。即
I級(jí)風(fēng)險(xiǎn)水平低。II級(jí)風(fēng)險(xiǎn)水平較低。III級(jí)風(fēng)險(xiǎn)水平中等。IV級(jí)風(fēng)險(xiǎn)水平較高。V級(jí)風(fēng)險(xiǎn)水平高。2、確定與風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)
對(duì)于待評(píng)的城市燃?xì)夤艿酪暈槭挛颪，確定其與風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的各項(xiàng)特征Ci (i = 1，2，. . . n)。將城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)特征定為第三方破壞、腐蝕因素、設(shè)計(jì)因素和操作管理因素共4項(xiàng)內(nèi)容,即n = 4。所以,N =城市燃?xì)夤艿?C1 =第三方破壞,C2 =腐蝕因素C3 =設(shè)計(jì)因素，C4 =操作管理因素。3、確定量域和節(jié)域
量域Vw即為各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征Ci (i = 1,2,...4)所有可能的取值范圍，節(jié)域Vpi^P為評(píng)價(jià)對(duì)象的等級(jí)全體P關(guān)于各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征Ci (i = 1,2,...4)所取的量值總范圍。城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)特征的量域表示為
權(quán)利要求
1.一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定方法及其應(yīng)用， 其特征在于基于物元和可拓集合相關(guān)理論，建立了城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定的物元和可拓評(píng)價(jià)系統(tǒng)，確定計(jì)算模型和數(shù)學(xué)函數(shù)，結(jié)合肯特評(píng)分改進(jìn)方法和層次分析法分別確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素特征值和權(quán)重系數(shù)，設(shè)計(jì)編制計(jì)算機(jī)程序?qū)υ撊細(xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的，一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定方法及其應(yīng)用，其特征在于所述的城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定的物元和可拓評(píng)價(jià)系統(tǒng)，確定了第三方破壞、腐蝕因素、設(shè)計(jì)因素、操作管理因素等4項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征值，運(yùn)用層次分析法確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征及其權(quán)重系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要I所述的一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定方法及其應(yīng)用，其特征在于所述的評(píng)定方法在于通過(guò)設(shè)計(jì)編制計(jì)算機(jī)程序?qū)υ撊細(xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)證，得出客觀、可信的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定結(jié)果，并簡(jiǎn)化和方便了其在實(shí)際工程中的運(yùn)用。
4.一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定方法及其應(yīng)用，其特征在于 (1)確定待評(píng)物元，即第三方破壞、腐蝕、設(shè)計(jì)、操作管理等4項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征，應(yīng)用肯特評(píng)分改進(jìn)方法得出各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)特征值，確定量域和節(jié)域，建立同征物元體，確定關(guān)聯(lián)函數(shù)； (2)采用層次分析法分別計(jì)算為第三方破壞(C1)、腐蝕因素(C2)、設(shè)計(jì)因素(C3)和操作管理因素(C4)的權(quán)重，并進(jìn)行一致性判斷，然后確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)； (3)設(shè)計(jì)編制燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算程序，進(jìn)行計(jì)算，得出并驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定結(jié)果，大大簡(jiǎn)化和方便了該方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定量評(píng)定方法及其應(yīng)用。本方法引入物元和可拓集合理論對(duì)燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)特征，即第三方破壞、腐蝕因素、設(shè)計(jì)因素和操作管理因素，選擇關(guān)聯(lián)函數(shù)和同征物元體等工具函數(shù)，對(duì)燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行定義和計(jì)算，確定了燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定的計(jì)算模型和數(shù)學(xué)函數(shù)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，在上述基礎(chǔ)上編制了燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算Visual Basic程序，既驗(yàn)證人工計(jì)算的結(jié)果，更在很大程度上提高了基于物元和可拓集合理論的燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定方法在實(shí)際中的應(yīng)用性，使得該方法在體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定客觀性和精確性的同時(shí)，還具有一定的實(shí)用價(jià)值，是增強(qiáng)燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)管理的有效方法。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102799766SQ201210210538
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者郝永梅, 高乾, 邢志祥 申請(qǐng)人:常州大學(xué)