城市燃气管道事故应急抢修方案的决策分析Word格式文档下载.docx

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模糊综合评判；

城市燃气

0引言

城市燃气管道在运行过程中，由于第三方损坏、腐蚀、设计和误操作等许多模糊因素的影响，不可避免地会出现泄漏、火灾爆炸等管道事故。

当事故发生时，不同的事故模式具有不同的抢修方案，同一种事故又有多种抢修方案，而且影响抢险方案选择的因素不一定是独立的，而是彼此关联的，具有很大的模糊性。

因此，如何科学、合理、快速地对抢修方案进行筛选就显得尤为重要。

过去一般都是由抢修人员根据经验到现场临时制定方案进行抢修，只考虑如何把管道泄漏点尽快堵上，而不考虑经济、社会影响等其他因素，方案虽然可行，但缺乏准确的量化指标，并非是最优的决策。

特别是对于较大的泄漏火灾爆炸事故或者管道下游有重要的工业用户时，影响抢险方案比选会有许多定性和定量的因素，如果仍然依靠主观判断和传统经验进行抢修，往往会忽略上述因素间的关联性而独立进行，一旦抢修出现问题，不仅会造成更严重的事故损失，而且会造成恶劣的社会政治影响。

例如：

2002年9月在西南某城市发生了严重的燃气中压管道泄漏事故，抢修人员接替后立即赶往现场进行抢修，像往常一样首先关闭前后阀门，放空后开始对泄漏点进行开挖补焊，3小时后抢险完毕。

虽然顺利完成抢险，但是停气方案使下游汽车轴承加工企业正在加工的一大批汽车轴承全部作废，造成直接经济损失近百万元，不仅给企业带来了严重的经济损失，而且给燃气公司的信誉也造成极大影响。

试想如果当时考虑到这些因素，在保证管道周围人身安全的原则下，采用带压作业方案进行补漏，或许就可以避免较大的事故损失。

因此，针对这些复杂的、不确定的影响因素采用模糊综合评判法进行方案决策，既能综合考虑诸多因素对事物的影响而作出一个接近于实际的决策，又能避免仅从一个因素就作出评判而带来的片面性影响。

此外模糊综合评判还能将许多定性因素转化为定量分析，使得分析更加全面和准确，从而为经济合理地确定最佳抢修方案提供科学依据。

1事故抢修方案选择模型的建立

模糊综合评判是利用模糊数学方法对受多种因素影响的事物或现象进行综合评价，然后根据已知条件从评价集中，得出一个最佳的评判结果。

城市燃气管道事故抢修方案模糊综合评价的步骤如下图所示。

城市燃气管道事故抢修方案模糊综合评价流程图

1.1建立评判对象因素集

将影响各评判对象的所有因素组成因素集U；

将U中各因素按其性质分为m类，即

其中

Ui（i=1，2，…，m）

为第i个因素子集；

设每个因素子集包含n个因素：

其中，

为第i个因素子集的第j个因素。

通过对影响城市燃气管道事故应急抢修方案评判的因素进行分析筛选得到如下因素集：

1.2建立评判集

评判集是以评判者对评判对象可能作出的各种总的评判结果为元素的模糊集合。

对城市燃气管道事故抢修方案的评价，评判集为各个方案的优劣级别。

设V={V1，V2，V3，V4，V5}={差，较差，中等，较好，好}={1，2，3，4，5}。

抢修方案的总评语对应的各子因素的专家评语见表1所示，各子因素的专家评语对评语集的隶属度根据近年内发生的较大城市燃气管道事故的抢修方案历史统计数据及专家经验得到（见表2）。

表1专家对各子因素的评语对应的抢险方案的总评语

表2评语隶属度

1.3求各因素的权重集

权重集是各个评判因素的权所构成的集合，包括因素类权向量和因素间权向量，可通过专家打分法或层次分析法来确定。

笔者采用层次分析法来确定影响抢修方案决策的各因素的权重。

根据10位长期从事城市燃气管道事故抢修行业的专业人员的意见得到如表3所示的一级因素的判断矩阵。

表3各因素的判断矩阵

根据判断矩阵，利用MATLAB计算其最大特征根及特征向量，并对特征向量进行归一化处理和一致性检验，经验证该判断矩阵具有满意的一致性，所以求得的特征向量即为权重分配。

计算得到的一级因素权重分配为

同理，可以分别计算出u3，u4，u5的二级因素相对于它们的权重：

1.4一级模糊综合评判

一级模糊综合评判即按各因素等级进行综合评判。

μijk表示因素μij对于vk的隶属度，对于每类因素ui，μijk可表示为相应的评判矩阵Ri，其中gi表示第i因素类中构成因素的个数。

评判矩阵可通过专家评定或者模糊统计试验得到，一级模糊综合评判矩阵Bi为

其中，R——[U×

V]上的模糊矩阵。

1.5二级模糊综合评判

二级模糊综合评判矩阵是在一级综合评判的基础上得到的，计算表达式如下：

1.6评价结果的具体确定

将总评判指标B，按加权平均法确定各抢险方案评价结果的具体值。

W值最大的方案为最佳抢修方案。

2案例分析

以某城市燃气管道事故为例，经专业人员讨论确定了3种可行应急抢修方案，专家对3种抢修方案的评语如表4所示。

表43种事故应急抢修方案比选及评语

2.1综合评判

首先根据表1、表2和表4得出Ri，然后根据式

（1）得出Bi,从而由式

（2）得到二级综合评判的评判矩阵R。

抢修方案1：

同理：

抢险方案2和方案3的判断矩阵分别为

根据式（3）得出抢险方案1的评判结果为

抢修方案2和方案3的评判结果为

2.2评价结果的具体确定

根据式（4）得出各抢险方案的评价结果的具体值为

因为抢险方案2的评价值最大，所以可确定方案2为最佳抢修方案。

3结论

1）利用模糊综合评判法建立的城市燃气管道事故应急抢修方案决策分析模型，考虑了评判抢修方案优劣的6类影响因素，将定性因素转化为定量分析，既能减少个人主观臆断所带来的弊端，又能充分考虑这些因素之间的关联性，使得分析更加全面和精确，从而为经济合理地确定最佳抢修方案提供科学依据。

2）利用层次分析法把定性分析与定量分析相结合得出了各影响因素的权重。

该法具有较强的逻辑性、实用性和系统性，能准确地得出各评价指标的权系数，使计算结果更加客观和准确。

3）实例验证表明该决策分析模型对城市燃气管道事故抢修工程实践具有重要的指导意义。

信息来源：

中国安全科学学报200801