摘 要：油氣管道完整性管理的本質特征是基于風險程度的事故預先管控模式。因此，風險評估結果的準確性將直接影響到油氣管道完整性管理決策的科學性。為此，在分析風險評估對管道完整性管理的決策影響和事故熱點辨識工程意義的基礎上，提出了評價油氣管道風險評估質量的技術思路。首先從人因因素、物因因素、工程因素和管理因素4個方面探討了影響油氣管道風險評估質量的客觀外因，然后重點研究了油氣管道風險評估質量的評價原理及其可以采用的相關評價方法，選取了評價方法簡單、易于操作的指標體系法來進行質量評價，結合212程實際設計出了油氣管道風險評估質量評價的基本流程(質量評價實施前準備階段、實施工作階段、實施完成階段)以及相應的評價指標體系；最后通過案例分析驗證了油氣管道風險評估質量評價技術的操作實用性。該研究從一個全新的角度揭示了提高油氣管道風險評估結果準確性的技術途徑，對推進我國油氣管道完整性管理的技術進步具有一定的參考意義。
關鍵詞：油氣管道 風險評估 質量評價 指標體系 因素辨識 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特征是基于風險程度的事故預先管控[1-8]，油氣管道的風險因素辨識和風險程度評估是其關鍵環(huán)節(jié)和核心要素。油氣管道風險評估是對油氣管道安全秋態(tài)的一種判別，風險評估結果的準確性將直接影響到油氣管道完整性管理決策的科學性。長期以來由于人們更多關注如何評估出油氣管道的風險程度，對其評估本身質量的好壞卻有所忽視，所以至今尚未在油氣管道風險評估質量評價方面開展更多的研究工作[9-10]。據(jù)英國官方機構報告，在其審查過的325份安全報告中，僅有86份是完全符合風險評估質量要求的，僅占26.5％[11]。在中國除高進東等人在21世紀初借鑒產(chǎn)品質量評價體系提出風險評價的質量概念以外[9]，僅有少數(shù)人對管道風險評估的質量評價開展了初步研究[12-13]。因此，筆者研究油氣管道風險評估質量評價技術的目的，就是希望從一個全新的角度來探尋提高油氣管道風險評估結果準確性的技術途徑。
1 風險評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營商持續(xù)地對油氣管道潛在的風險因素進行識別和評價，并采取相應的風險控制對策，將油氣管道運行的風險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個階段：數(shù)據(jù)采集、高后果區(qū)(HCA)識別、風險評估、完整性評價、維修維護與效能評價，其中以風險評估為核心。風險評估包括油氣管道的失效可能性分析與失效后果評估，失效可能性分析要求采集的數(shù)據(jù)完整且真實可靠，失效后果評估則要求識別出管道所在位置是否是高后果區(qū)。完整性評價是對油氣管道本體安全進行的一種性能綜合評價，它要求能辨識出引起油氣管道本體損傷的各類因素，實質為風險評估中的失效可能性分析。而效能評價則是對基于風險的完整性管理周期的一種檢驗評價。維修、維護則是根據(jù)風險評估的結果做出的風險緩解響應。從油氣管道完整性管理的技術流程可以看出[15]，及時地辨識影響油氣管道安全的各種風險源，定期地對油氣運行管道開展風險評估并在實施完風險緩解措施后開展風險再評價始終是每個完整性管理周期內(nèi)的主要任務，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踐已經(jīng)證明，如果不能合理地識別出影響油氣管道安全的風險要素，油氣管道完整性管理的許多決策措施就會缺乏針對性；如果不能準確地評定油氣管道的風險程度，“視性維護”的完整性管理核心理念就無法真正體現(xiàn)。由此可見，風險評估不僅是油氣管道完整性管理的核心技術，而且風險評估的質量是影響油氣管道完整性管理效能的關鍵因素。
2 油氣管道風險評估質量及其影響因素辨識
2．1 風險評估質量影響因素的辨識方法
風險評估質量影響因素的識別是整個風險評估質量評價的重點和核心，而諸多主要因素識別的程度是否完整，直接決定著風險評估質量評價的成敗以及所制訂的質量評價體系的有效性和科學性。常見的風險評估質量影響因素辨識方法包括頭腦風暴法、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)驗法等。
2．2 風險評估質量影響主要因素辨識
影響油氣管道風險評估質量好壞的因素眾多，如果要想把所有因素都納入評價的考慮之中，則勢必會增大質量評價的成本，顯然不容易被大眾所接受。因此，結合油氣管道風險評估的工作流程，從經(jīng)濟可行的角度出發(fā)，可以將影響油氣管道風險評估質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個方面[16]。
2．2．1人因因素
人是生產(chǎn)活動的主體，是創(chuàng)造一切財富、實現(xiàn)既定目標的關鍵，也是激發(fā)事故(包括質量事故)的主要因素。在開展油氣管道風險評估的過程中風險評估員是主體，他們對最終風險評估質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及對人性“弱點”(記憶力、注意力和反應力等存在極限)的控制程度，并與遺傳、理論素養(yǎng)、實踐經(jīng)驗與敬業(yè)精神等有關。具體這方面的子因素可從風險評審團的自身素質和風險評審團的違章行為去考核。
2．2．2物因因素
對油氣管道風險評估的質量評價產(chǎn)生影響的物因因素主要出現(xiàn)在油氣管道風險評估前。油氣管道風險評估質量評價準備工作是否完善，直接關系到整個風險評估工作的效率和效果。影響此階段評估質量的物因因素分析主要涉及油氣管道風險評估的組織、準備，尤其是進行油氣管道風險評估前一系列的資料準備和基礎研究工作。
2．2．3工程因素
當前的油氣管道風險評估需要在提升現(xiàn)有技術的基礎上開展相關技術服務和實踐，因此，油氣管道風險評估在科技創(chuàng)新角度上是一種技術創(chuàng)新，在研究成果應用角度上也是對油氣管道業(yè)主(客戶)的一種咨詢技術服務。于是從這個層面上可將風險評估的質量分為2個基本方面：“技術質量”(針對風險評估技術)和“功能質量”(針對風險評估實施，也可以理解為服務質量)。
影響“技術質量”的工程因素貫穿于整個油氣管道風險評估項目中，于是可把風險評估項目分為實施前、中、后3個階段，就這些工程影響因素進行分析。對于影響“功能質量”的工程因素主要從風險評估服務質量感知的角度上對油氣管道風險評估的質量評價進行全面分析。
2．2．4管理因素
油氣管道風險評估項目進行過程中，管理因素始終貫穿于始末，因此，管理因素對最終評估質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點進行辨識：①油氣管道風險評估方的資質和職業(yè)道德；②風險評估項目的組織和管理；③風險評估過程的交互作用。
3 油氣管道風險評估質量評價原理與方法
3．1 評價原理
風險評估質量評價原理主要有2個：①相關原理；②類推和概率推斷原理[17]。相關原理是對整個油氣管道系統(tǒng)進行相關分析，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個相同事件間已知的聯(lián)系規(guī)律，根據(jù)先導事件發(fā)展規(guī)律推導類似事件的發(fā)展規(guī)律，從而進行概率推斷。
3．2 評價方法
依據(jù)對評價結果的量化程度，將風險評估質量評價方法大致分成定性和定量兩大類。定性方法主要有專家評分法、風險矩陣法、檢查表法和影響圖法等；定量方法主要有風險函數(shù)法、關聯(lián)度函數(shù)法和指標體系等。由于指標體系法其評價方法簡單、易于操作，故筆者采用指標體系法來進行質量評價。
3．2．1風險評估質量評價指標體系構建程序
油氣管道風險評估質量評價指標體系的建立是一個反復的過程，涉及資料收集、評價目標分解、指標體系結構確定、指標的收集和篩選、指標內(nèi)涵及量化性設計、指標權重分析、指標體系的篩選和分析、指標體系科學性分析(有效性分析、敏感性分析)等步驟。在評價指標體系的建立過程中，專家咨詢法將貫穿其中每一個環(huán)節(jié)，最后構建出的指標體系結構還應該在實踐中檢驗其有效性，才能在實際評價中應用。油氣管道風險評估的質量評價指標體系的建立程序如圖l所示。
3．2．2指標體系的構建
根據(jù)圖1所示的油氣管道風險評估質量評價指標構建程序，并結合質量主要影響因素辨識分析結果，構建出質量評價指標的兩級層次結構(圖2)，二級指標以下指標應根據(jù)專項風險評價的內(nèi)容來制訂。
當構建出某一專項風險評價的所有指標后，進一步對底層指標的量化給出具體評分標準，可以將每一指標劃分為5個等級，其劃分原則如下：①1分——指標處于最不町靠的狀態(tài)；②3分——指標可靠性程度較差；③5分——指標可靠性程度一般；④8分——指標可靠性程度良好；⑤l0分——指標可靠性程度優(yōu)秀。
具體評價指標如果量化困難，可以采用“是”或“否”兩級評價標準來實現(xiàn)：①“是”，即為10分；②“否”，則取為0分。
3．2．3指標權重計算
由于每個指標相對重要程度不同，因此，需要采用指標的權重來刻畫這種差異程度。傳統(tǒng)權重計算可采用層次分析法(AHP)，但其結論和算法都是建立在判斷矩陣一致性基礎上的，而在實際應用中所建立的判斷矩陣往往都不是一致矩陣，這就將導致評價指標間權重系數(shù)排序關系的錯亂。為此可采用權重的另一種算法——G1法[18]。G1法是一種主觀賦權法，具有以下特點：①不需要構造矩陣，更無需一致性檢驗；②計算量較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數(shù)沒有限制；⑤具有保序性。
3．2．4評價指標分值計算
根據(jù)指標體系各底層指標的分值等級，對所評價的對象逐項進行質量檢查評定，確定出各評價指標的得分值Fij然后，用下式計算各評價項目的分值(Ai)：
式中Ai為評價項目i的得分；Qij為評價項目i中評價指標的權值；Fij為評價項目j指標的得分；行為評價項目指標的個數(shù)。式(1)中乘以系數(shù)10是為了將得分轉化為百分制。
再按下式計算評價總得分(Z)：
3．2．5評價等級及結果
得出油氣管道風險評估質量評價的總得分2后，就容易判斷最終整體上管道風險評估質量的優(yōu)劣，從而為項目的驗收和今后類似油氣管道風險評估工作的開展提供依據(jù)和參考借鑒。根據(jù)油氣管道風險評估質量評價總得分的不同，一般而言可以將油氣管道風險評估的可信度劃分為4個等級，劃分標準如表l所示。
4 油氣管道風險評估質量評價流程
對油氣管道風險評估進行質量評價，歸根到底是對風險評估結論的可靠性進行檢驗。借鑒國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布的《安全評價通則》[19]，同時結合成熟的油氣管道風險評估技術流程，風險評估質量評價流程依次為：①質量評價的準備階段；②質量影響因素辨識與分析；③質量影響因素的定性定量度量評價；④建立質量評價評分體系，形成質量評價結論與建議，提出質量改善和控制對策；⑤編制質量評價報告，并對質量改善和控制措施進行跟蹤調(diào)整。
根據(jù)以上分析，制訂出油氣管道風險評估的質量評價整體流程(圖3)。由圖3可以看出，油氣管道風險分析的質量評價工作流程可分為以下3個部分：質量評價實施前準備階段、實施工作階段和實施完成階段。
5 案例分析
2012年4月22日至4月28日，中國石油西氣東輸管道公司組織相關專家對某管理處初步識別的地質災害風險點進行風險評估，并形成了環(huán)境及地質災害風險評估報告和相應的數(shù)據(jù)資料。現(xiàn)以此次西氣東輸管道環(huán)境及地質災害風險評估質量評價為例，根據(jù)圖3所示油氣管道風險評估質量評價整體流程逐一完成各階段的任務，從而給出該次風險評估質量評價的結果。
5．1 質量評價荬施前準備階段
首先組織專家組搜集西氣東輸管道環(huán)境及地質災害風險評估的相關資料，包括西氣東輸環(huán)境及地質災害風險評估指南、現(xiàn)場風險因素調(diào)查表、現(xiàn)場災害點相關資料及負責此次環(huán)境及地質災害風險評估評審員的相關資料等。
5．2 質量評價實施工作階段
專家組根據(jù)環(huán)境及地質災害專項風險評價的特點，在圖2所示質量評價體系結構的基礎上制訂出一套有針對性的質量評價指標體系(表2)，其中括號內(nèi)為各指標權重值。
然后，根據(jù)式(1)、(2)求得Z＝87.2分，再由表l可知其質量評價結果為“優(yōu)秀”。
5．3 質量評價實施完成階段
評價結果表明，本次對于管道環(huán)境及地質災害風險評估的評價質量很高，其風險評估結果可以作為管理層決策的依據(jù)。進一步分析各指標得分可知，各得分值均較高，得出的結論具有較高的可信度。
6 結論
1)建立的油氣管道風險評估質量評價方法從人因因素、物因因素、工程因素和管理因素4個方面探討了影響油氣管道風險評估質量的客觀外因，為改善管道風險評估指標體系的構建方法提供了基本思路。
2)結合工程實際設計的油氣管道風險評估質量評價流程和評價指標體系經(jīng)過實際案例檢驗，結果證明該質量評價技術具有較強的操作實用性。
參考文獻
[1]馬思平，張宏，魏萍，等．靖邊氣田在役天然氣管線完整性管理體系的建立[J]．石油與天然氣化工，2011，40(4)：424-428．
MA Siping，ZHANG Hong，WEI Ping，et al．Establisllment of integrality management system for natural gas pipeline in service in Jingbian Gas Field[J]．Chemical Engineering of Oi1&Gas，2011，40(4)：424-428．
[2]馬發(fā)明，余朝毅，郭建華．四川盆地高含硫氣井完整性管理技術與應用——以龍崗氣田為例[J]．天然氣工業(yè)，2013，33(1)：122-127．
MA Faming，SHE Chaoyi，GUO Jianhua．The integrity management technology and application of high-sulfur gas wells in the Longgang Gas Field，Sichuan Basin[J]．Natural Gas Industry，2013，33(1)：l22-127．
[3]王毅輝，李勇，蔣蓉，每中國石油西南油氣出公司管道完整性管理研究與實踐[J]．天然氣工業(yè)，2013，33(3)：78-83．
WANG Yihui，LI Yong，JIANG Rong，et al．Research and practices of the integrity management of gas pipeline operated by PetroChina Southwest Oil and Gasfield Company[J]．Natural Gas Industry，2013，33(3)：78-83．
[4]陳懷龍，夏太武，袁樹海，等．安全完整性等級在天然氣處理裝置中的應用[J]．石油與天然氣化工，2010，39(6)：538-541．
CHEN Huailong,XIA Taiwu，YUAN Shuhai，et al．Application of safety integrity level in natural gas processing equipment[J]．Chemical Engineering of Oil＆Gas，2010，39(6)：538-541．
[5]袁樹海，宋彬，李范書，等．安全完整性等級SIL應用研究與實踐[J]．石油與天然氣化工，2012，41(1)：107-109．
YUAN Shuhai，SONG Bin，gI Fanshu，et al．Application research and practice of safety integrity level[J]．Chemical Engineering of Oil&Gas，2012，41(1)：107-109．
[6]付子航，單彤文．大型LNG儲罐完整性管理初探[J]．天然氣工業(yè)，2012，32(3)：86-93．
FU Zihang，SHAN Tongwen．Integrity management systems for large LNG tanks[J]．Natural Gas Industry，2012，32(3)：86-93．
[7]姚安林，趙忠剛，李又綠，等．油氣管道完整性管理技術的發(fā)展趨勢[J]．天然氣工業(yè)，2009，29(8)：97-100．
YAO Anlin．ZHAO Zhonggang，LI Youln，et al．The developing trend of oil and gas pipeline integrity management[J]．Natural Gas Industry，2009，29(8)：97-100．
[8]董紹華．四維管理是管道完整性管理發(fā)展的必然趨勢[J]．天然氣工業(yè)，2007，27(12)：147-151．
DONG Shaohua．The four-dimensional management is the inevitable trend of pipeline integrity management[J]．Natural Gas Industry，2007，27(12)：147-151．
[9]高進東，馮長根，吳宗之．風險分析的質量評價研究[J]．中國安全科學學報，2001，11(2)：65-69．
GAO Jindong．FENG Changgen.WU Zongzhi．Study of the quality evaluation of risk analysis[J]．China Safety Science Journal，2001，11(2)：65-69．
[10]趙忠剛，姚安林，趙學芬．油氣管道風險分析的質量評價研究[J]．安全與環(huán)境學報，2005，5(5)：28-32．
ZHAO Zhonggang，YAO Anlin，ZHAO Xuefen．Study of quality evaluation of oil and gas pipeline risk analysis[J]．Journal of Safety and Environment，2005，5(5)：28-32．
[11]ANON．Much safety report for major hazard sites“inadequate”[M]．London：Environmental Data Services Ltd．，1991．
[12]趙忠剛．油氣管道風險評估的質量評價研究[D]．成都：西南石油大學，2006．
ZHAO Zhonggang．Study of quality assessment of oil and gas pipelinc risk evaluation[D]．Chengdu：Southwest Petroleum University，2006．
[13]趙忠剛，馬榮毅，曹曉燕．質量評價技術在管道風險評估上的創(chuàng)新應用[J]．石油工業(yè)技術監(jiān)督，2011，27(9)：39-42．
ZHAO Zhonggang,MA Rongyi,CAO Xiaoyan．Application of quality assessment technology on pipeline risk evaluation[J]．Technology Supervision in Petroleum Industry，2011，27(9)：39-42．
[14]趙新偉，李鶴林，羅金恒，等．油氣管道完整性管理技術及其進展[J]．中國安全科學學報，2006，16(1)：130-134．
ZHAO Xinwei，LI Helin，LUO Jinheng，et al．Managerial technique for integrity of oil and gas pipeline and its progress[J]．China Safety Science Journal，2006，16(1)：130-134．
[15]姚安林，劉艷華，李又綠，等．國內(nèi)外油氣管道完整性管理技術比對研究[J]．石油工業(yè)技術監(jiān)督，2008，24(3)：5-12．
YAO Anlin,LIU Yanhua，LI Youln，et al．Contrast of oil and gas pipeline integrity technology at home and abroad[J]．Technology Supervision in Petroleum Industry，2008，24(3)：5-12．
[16]趙忠剛．姚安林．影響油氣管道風險評估質量的主要因素辨析[J]．石油工業(yè)技術監(jiān)督，2007，23(2)：5-9．
ZHAO Zhonggang，YAO Anlin．Identification of key factors of affecting oil and gas pipeline risk evaluation quality[J]．Technology Supervision in Petroleum Industry，2007，23(2)：5-9．
[17]隋鵬程，陳寶智，隋旭．安全原理[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005．
SUI Pengcheng，CHEN Baozhi，SUI Xu．Safety principle[M]．Beijing：Chemical Industry Press，2005．
[18]劉建，鄭雙忠，鄧云峰，等．基于G1法的應急能力評估指標權重的確定[J]．中國安全科學學報，2006，16(1)：30-33．
LIU Jian，ZHENG Shuangzhong，DENG Yunfeng，et al．Weight determination of indexes in evaluation of emergency response ability based on Gl[J]．China Safety Science Journal，2006，16(1)：30-33．
[19]中華人民共和國標準化委員會．AQ 8001—2007安全評價通則[s]．北京：煤炭工業(yè)出版社，2007．
The Committee for Standardization of the People¢s Republic of China．AQ 8001—2007 General principle of safety assessment[s]．Beij in9：China Coal Industry Publishing House，2007．
本文作者：姚安林 趙忠剛 張錦偉
作者單位：西南石油大學石油工程學院
中國石油天然氣管道科學研究院
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