1 研發(fā)背景
??? 《管道風險管理手冊》^[1]介紹了埋地長輸管道安全評估的方法，其利用大量、完整、可靠的管線建設運行數(shù)據(jù)，歸納出各影響因素的分值。我們也曾試圖借鑒其方法^[2]，請有關專家填寫調查表，經(jīng)統(tǒng)計處理確定各影響因素的分值，填表人員來自設計、施工、監(jiān)理、運行、搶修、管理等部門，結果表明其評估結論與實際情況有較大偏差^[3]。究其原因：第一、長輸管道與城市燃氣管網(wǎng)的建設與管理有明顯的差別。

??? 第二、《管道風險管理手冊》中的模型多數(shù)影響因素是概念性的，專家賦值有很大的主觀性，而統(tǒng)計賦值則要有大量準確可靠的歷史和運行數(shù)據(jù)。第三、該模型認為新建管道的技術參數(shù)完全達到設計標準的要求。上述建立模型的條件對于長輸管道是可行的，但對于城市燃氣管網(wǎng)，要符合這些建模條件則較困難。因此，應根據(jù)經(jīng)典管道安全評估的原理，結合城市燃氣管網(wǎng)的特點，建立城市燃氣管網(wǎng)的安全評估模型。

2 研究內容及技術路線
2.1 安全評估系統(tǒng)結構
　　城市燃氣管網(wǎng)安全狀況取決于管道運行的風險系數(shù)，即事故發(fā)生可能性與事故后果嚴重性這兩部分的量化指標的乘積。
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??? 由上圖可知，事故可能性取決于引發(fā)因素和控制投入兩方面的相互作用。前者引發(fā)因素是城市燃氣管網(wǎng)失效的主要原因，對管網(wǎng)的安全狀態(tài)是不利的，后者控制投入體現(xiàn)在安全管理方面，對管網(wǎng)的安全狀態(tài)是有利的，是我們能夠有所作為的。
　　和位于市郊的管段相比，位于鬧市區(qū)的燃氣管段發(fā)生事故時的損失可能要大得多，必須給予更多的控制投入。因此，如果上述兩個管段事故可能性相同，由于后果嚴重度不同，管段的安全等級是不同的。因此，單純按照事故可能性判斷，并不能保證管網(wǎng)系統(tǒng)的整體安全性能的提高。
2.2 事故可能性的評估
2.2.1 腐蝕防護狀態(tài)
2.2.1.1 影響因素分析
　　腐蝕防護狀態(tài)取決于防腐層現(xiàn)狀、陰極保護有效性、土壤理化性能、雜散電流分布等諸多因素，凡是影響上述方面的因素都有可能直接或間接地影響管道的腐蝕防護狀態(tài)。許多因素對腐蝕防護狀態(tài)的影響是非線性的，各因素之間有著不同的相關程度。完全測取需要很長時間和巨大投資，且各數(shù)據(jù)間存在大量的信息重復，使模型變量維數(shù)無謂加大，因而有必要根據(jù)城市燃氣管網(wǎng)的具體情況，進行降維預處理。
　　我們首先通過聚類分析，依據(jù)6條市政管和6個庭院小區(qū)的管段檢測數(shù)據(jù)和開挖情況，對影響腐蝕防護狀態(tài)的因素進行相關分析和聚類分析。結果表明：影響腐蝕防護狀態(tài)的44個因素在相關系數(shù)大于0.5的條件下，明顯地聚為8類。為了從同類因素中選取有代表性的特征因素，對同類因素進行主成份分析，以貢獻率作為選擇特征因素的依據(jù)，同時也對44個因素直接進行主成分分析，以避免聚類分析可能產(chǎn)生的漏項。最后通過SPSS軟件分析可知，整合出的8個主要因素的特征貢獻率已達到95.1%。
2.2.1.2 評估單元劃分
　　我們將評估過程分為兩步：
　　1)利用所有的基本因素和組合因素對原子級管段進行初評；
　　2)把相鄰且初評結果相同的管段進行歸并，再利用該組合的修正因素，修正初評結果，得出最終評估結果。
2.2.1.3 評估模型建立
　　針對城市燃氣管網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)匱乏的實際情況，我們以管網(wǎng)現(xiàn)狀調查數(shù)據(jù)為主，運行記錄數(shù)據(jù)為輔，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡建立了腐蝕防護狀態(tài)的評估模型。

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