(1) 安全狀況綜合評估：即由于腐蝕、外力、誤操作等原因而導(dǎo)致的管道泄漏等突發(fā)事故可能性的大小。造成管道事故的原因很多，根據(jù)國內(nèi)外一些統(tǒng)計(jì)資料分析，主要有腐蝕破壞、外力破壞(或稱第三方破壞)、誤操作破壞等[1]。
對城市燃?xì)夤艿赖母g破壞評估，主要考慮土壤環(huán)境腐蝕性、防腐層狀況(防腐層種類、面電阻、漏點(diǎn)等)、陰極保護(hù)狀況(陰極保護(hù)類型及保護(hù)效果等)以及管道自身狀況(使用年限、管體腐蝕狀況等)等4個(gè)方面。分析4個(gè)方面的影響因素，利用合適的評估模型，進(jìn)而科學(xué)而準(zhǔn)確的對城市燃?xì)夤艿肋M(jìn)行腐蝕評估。
外力破壞，又稱第三方破壞，是由于在管道附近進(jìn)行的施工采挖、耕種等人為活動(dòng)所造成的管道結(jié)構(gòu)或性能的破壞。外力破壞后果包括管道破損泄漏、外防腐損傷、管道刮痕、壓坑等。影響外力破壞的主要因素包括管道的最小埋深、所在區(qū)域的人類活動(dòng)水平、管道的地上設(shè)備、附近地區(qū)的公眾教育狀況等等。
誤操作破壞可分為管道的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)等4個(gè)方面，也是造成管道事故的另一個(gè)重要來源。減少誤操作對管道的破壞，必須加強(qiáng)管道設(shè)計(jì)和施工的嚴(yán)格程度，加強(qiáng)管道日常運(yùn)行中的檢測與檢查，提高管理人員的素質(zhì)等等。
(2) 含缺陷管道的剩余強(qiáng)度評價(jià)和剩余壽命預(yù)測：由于各種原因形成的管道缺陷損傷雖不至于馬上導(dǎo)致破壞事故，但會(huì)造成一定的安全隱患，嚴(yán)重影響管道的剩余強(qiáng)度和使用壽命，因此對含缺陷的管道進(jìn)行剩余強(qiáng)度評價(jià)和剩余壽命預(yù)測是必要的，而且可以對管道的安全狀況進(jìn)行更為深入的分析，提出更科學(xué)可靠的管理維護(hù)建議。
3.5 模型的建立
(1) 采用多因子評價(jià)和原位極化試驗(yàn)對土壤腐蝕性進(jìn)行綜合評定，取兩者最嚴(yán)重的評價(jià)結(jié)果作為土壤腐蝕性的最終評價(jià)等級(jí)，作為管道土壤腐蝕性的等級(jí)。多因子評定確定的6個(gè)特征影響因數(shù)：土壤電阻率、土壤含水量、土壤含鹽量、土壤pH值、管材腐蝕電位、氧化還原電位，并依據(jù)實(shí)踐歸納的經(jīng)驗(yàn)對這些因素賦予一定的權(quán)重，加權(quán)計(jì)算評定土壤腐蝕性等級(jí)。原位極化試驗(yàn)方法采用北京中腐防蝕工程技術(shù)有限公司研制生產(chǎn)的CR-7型金屬腐蝕原位極化測試評價(jià)系統(tǒng)，根據(jù)CJJ/T95-2003中的判定標(biāo)準(zhǔn)[2]對土壤腐蝕性進(jìn)行評價(jià)。
(2) 針對埋地燃?xì)夤艿栏g破壞的影響因素眾多且各因素間復(fù)雜的非線性關(guān)系，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行腐蝕破壞評估。考慮的主要因素包括土壤腐蝕性、雜散電流、防腐層種類、防腐層電阻率、漏點(diǎn)線密度、管地電位、壁厚損失、運(yùn)行年數(shù)等8個(gè)指標(biāo)。基于項(xiàng)目中北京燃?xì)饧瘓F(tuán)2004年-2006年老舊管線更新改造工程現(xiàn)場檢測和調(diào)查數(shù)據(jù)，提取制作了61個(gè)學(xué)習(xí)樣本(實(shí)際樣本)：在專家咨詢的基礎(chǔ)上，利用已有數(shù)據(jù)，構(gòu)造了189個(gè)符合實(shí)際的學(xué)習(xí)樣本(構(gòu)造樣本)，以滿足網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的需要。采用Matlab軟件編制程序?qū)?50個(gè)學(xué)習(xí)樣本進(jìn)行BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，確定了BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和權(quán)重，最終建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腐蝕破壞評估模型。
(3) 建立了管道外力破壞和誤操作破壞評估體系，即采用指數(shù)法并附調(diào)查表的形式進(jìn)行評估。評估體系概括了引起管道失效的主要因素，并對各種影響因素規(guī)定了相應(yīng)的分值。外力破壞評分體系主要包括人口密度、交通繁忙程度、覆土層情況等方面，誤操作破壞主要考慮設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)4個(gè)方面的主要因素。評估得分對應(yīng)的等級(jí)表明管道由于外力破壞和誤操作破壞造成管道安全事故的可能性大小。
(4) 采用二級(jí)模糊評判對腐蝕破壞、外力破壞、誤操作破壞進(jìn)行綜合評估，得到管道安全狀況綜合等級(jí)。安全狀況綜合等級(jí)評估模塊，能真實(shí)反映管道因三種破壞因素的綜合影響，并評判出發(fā)生安全事故的可能性大小。利用SPSS軟件對北京市埋地燃?xì)馔话l(fā)事故記錄數(shù)據(jù)(2000年-2005年及2006年1月-6月)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了安全事故率和事故總數(shù)的預(yù)測，由預(yù)測結(jié)果得到腐蝕破壞、外力破壞、誤操作破壞的權(quán)值，作為二級(jí)模糊評判中的權(quán)值。
(5) 對燃?xì)夤艿来嬖诤涂赡艽嬖诘母鞣N焊縫、管材、腐蝕和外力破壞缺陷損傷等進(jìn)行分析。結(jié)合國內(nèi)外管道完整性評價(jià)的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，建立了體積型缺陷，裂紋型缺陷和第三方損傷型缺陷的評價(jià)方法體系，完成管道的剩余強(qiáng)度的評價(jià)；采用多種腐蝕缺陷的剩余壽命預(yù)測方法，如可靠性腐蝕剩余壽命預(yù)測模型、一維和三維腐蝕剩余壽命預(yù)測模型等進(jìn)行管道的剩余壽命預(yù)測。
3.6 軟件開發(fā)
系統(tǒng)軟件采用Visual C++6.0和MapX控件，結(jié)合MicroSoft Access數(shù)據(jù)庫開發(fā)完成[3]。軟件實(shí)現(xiàn)了對管道的安全狀況綜合評估(腐蝕破壞、外力破壞、誤操作破壞)和含缺陷管道剩余強(qiáng)度評價(jià)和剩余壽命預(yù)測。軟件支持管網(wǎng)的圖形化管理，錄入管段的基本信息后，可根據(jù)一定的分段原則實(shí)現(xiàn)管段的分段功能，確定評估單元。通過GIS系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的無縫結(jié)合，直觀顯示燃?xì)夤艿腊踩珷顩r等級(jí)，明確管網(wǎng)安全的薄弱環(huán)節(jié)，有針對性的提出具體的維護(hù)建議，以加強(qiáng)相應(yīng)管段的檢測管理，做到重點(diǎn)防范和主動(dòng)預(yù)防，努力實(shí)現(xiàn)防患于未然。系統(tǒng)的功能圖如圖2所示。
4 結(jié)束語
2006年11月29日，“北京市埋地燃?xì)夤艿腊踩珷顩r評估系統(tǒng)研究”項(xiàng)目順利通過了北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)組織的專家驗(yàn)收。與會(huì)專家認(rèn)真聽取了項(xiàng)目組成員的各項(xiàng)報(bào)告，進(jìn)行了認(rèn)真詳細(xì)的討論，給項(xiàng)目的立項(xiàng)、研發(fā)和所取得的成果予以充分肯定和高度評價(jià)，認(rèn)為完全實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)，技術(shù)先進(jìn)，國內(nèi)領(lǐng)先。
參考文獻(xiàn)
1 Muhlbauer W Kent. Pipeline risk management manual [M]. Houston USA：Gulf Publishing Company，1996
2 CJJ/T95-2003《城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程》[S].
3 陳正江，湯國安，任曉東.地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[M].北京：科學(xué)出版社.2005
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