论文摘要：基于GIS技术，设计了城市燃气管道信息和图层数据库，改进了国际上常用的风险评估法的对象，以管道的风险概率值作为风险指标评价方法的评分对象，分析了管道重大事故后果模拟模型等。最终构建了城市燃气管道风险管理系统的构架，并在基于MAPX的平台上实现了系统。
论文关键词：管道,风险管理,智能决策,事故模拟,构架
1引言
城市燃气管道是向市区供应生活用气、企业热源及化工原料的重要枢纽。管道发生的任何意外事故，都可能严重影响人们生产生活，甚至造成巨大损失，对城市燃气管道进行有效地风险管理极具有现实意义。研究管道的风险管理目的在于提供相关决策支持信息，供人们分析、判断、预防、决策参考，最终以最大限度地降低风险。
随着计算机应用的广泛深入，用户对决策支持提出了越来越高的要求。由于国内城市燃气管道风险管理技术起步较晚，过去城市燃气管道风险管理技术多以风险评价为基础。这种单一的评价体系往往是以对大量静态数据进行分析、处理为依据。智能决策支持应用于管道管理方面的实例很少，为了提高城市燃气管道风险管理的科学性和有效性，在充分调研管道风险管理相关技术的基础上，详细设计系统的各个部分，最终构建城市燃气管道风险管理系统。
2风险管理系统数据库
数据库是数据库的重要数据资源，是模型库、方法库和会话系统的基础部分。管道风险管理主要涉及到两个最基本数据库：管道基本信息库、区域地理图层库。
2.1管道基本信息库
对管道进行风险管理，首要关注管道基本信息，因此必须建立相应数据库。“Pipelineriskmanagementmanual”中介绍了美国的管道指标标准评分体系，它是目前为止国际上较为通用的体系标准，它将影响管道事故可能性的成因分为第三方损坏、腐蚀、设计因素、误操作等4类。采用这一标准，对城市某区域管道进行分段编号，采集各管段相关数据（第三方损坏、腐蚀、设计因素、误操作指标等），并进行适当处理；建立管道基本信息库如表1所示。
表1管道风险指标信息库(注N：数值型)
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管段序号
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始节点坐标
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末节点坐标
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相对风险总值
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三方损坏指标
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腐蚀指标
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设计指标
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误操作指标
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X1
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Y1
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X2
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Y2
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N
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N
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N
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N
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N
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N
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N
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N
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N
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N
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2.2区域地理图层库
为管道风险管理提供一个可视化平台环境，采用GIS、DATABASE等技术，建立管道区域地理图层库，图层库中至少包括区域轮廓图层、管道图层等。在此图层库上来实现以下功能：
（1）图库管理：提供图层管理功能，可任意添加、删除图库中的现有图层，按需求显示地形、地貌等。
（2）地形图显示：按分区、管道压力等显示。地形图的查找和问讯方式可分别以屏幕和地形图号为单位，沿上、下、左、右、左上、右上、左下、右下共8个相连接的方向移动显示。显示控制包括放大、缩小、平移、还原、重置中心点等。
（3）地形图查询：依托数据库，实现图文数据的交互查询。将主要以GIS的空间拓扑关系处理为依据，考虑点、线、面的包含、相邻、相交等。提供精确查询和模糊查询等。
（4）地形图编辑：编辑规定比例地形图、管道序号及各个属性参数等，实现地形图的输人、图形矢量化。
（5）符号库设计：设计地形图中的各种图元代表的符号，包括标准图元库、标准色标库、各图元矢量数据库、规定比例地形图库、标记库、属性数据库和其他资料库。
3管道风险指标评价方法
评价管道风险指标，目的是得到风险等级的分布状况，即要确定管道各分段的相对风险总值，如表1所示。关于相对风险总值的确立，在WKentMuhlbauer评分法基础上，采用对管道相应参数的客观数据进行划分范围来打分的方式，在此改进国际上常用的专家评分法的对象，以管道的风险概率值作为评分对象，这样能更加有效地评价管道风险。假设预先对采集的相关数据进行处理，得到了管道的各类风险指标概率值，采用以下公式来计算管道风险概率值：
管道风险概率值=第三方损坏指标（概率值）+腐蚀指标（概率值）+设计指标（概率值）+误操作指标（概率值）
由上式计算得到的管道风险概率值如下表第1列所示，采用专家评定得到相对风险总值如第2列所示，见表2。
表2改进后的专家评分法
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管道风险概率值
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相对风险总值
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≥1×10
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1（一类风险）
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≥1×10
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2（二类风险）
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≥1×10
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3（三类风险）
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≥1×10
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4（四类风险）
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﹤1×10
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5（可接受风险）
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其中，表2中1-4类风险的风险值大于标准值，说明发生事故的可能性较大，应引起足够注意，采取相关措施来降低风险概率值，以提高管道的安全水平。5类风险的风险值较小，为可接受风险，即可认为是安全或接近安全水平。
4管道风险事故后果模拟模型
模型是给决策者以通过推理、比较、选择来分析解答整个问题的能力，所有的决策都要求不同程度地建立模型。管道风险管理涉及到的模型主要为重大事故后果模拟模型等，下面以火灾事故后果模拟模型为例来介绍模型库的建立。
管道火灾事故后果模拟主要模拟火灾发生后的过程，在可视化状态下，提供火灾影响范围和程度等。模型的确立是由火灾的热辐射通量来推断火灾的损害程度，进而由某处的热辐射通量推算其距火灾中心的位置。
在计算火的热通量时，把它看作一系列点热源，其热辐射通量可按下列公式计算：
热辐射通量为I处距中心的位置可按如下公式求解：
在模拟过程中，根据热辐射通量将火灾发生点周围区域划分为：死亡区（ >37.5Kw/m），重伤区（>25Kw/m），轻伤区（>12.5Kw/m），感觉区（>4.0Kw/m）。
4城市燃气管道风险管理系统实现
智能决策支持系统的最终目的是支持决策，一个通用智能软件通过人-机界面与决策者进行交互，通过处理机来执行对当前决策者及指令的理解知识任务，四库系统提供数据交换、消息传递、模型方法等，它是整个软件的核心。 1/2 1 2 下一页 尾页 |
