油氣管道運(yùn)輸泄漏及其應(yīng)急管理機(jī)制

付云生 諸葛庚發(fā)

摘 要：眾所周知，油氣管道在運(yùn)輸?shù)倪^程中如果出現(xiàn)泄漏問題，那么很有可能會(huì)對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)與安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了能夠最大限度避免因?yàn)橛蜌夤艿肋\(yùn)輸泄露而引發(fā)的危害，需要采取合理的應(yīng)急管理機(jī)制來進(jìn)行有效管理，讓泄露問題及時(shí)得到處理，從而降低不利影響。

關(guān)鍵詞：油氣管道;運(yùn)輸泄漏;應(yīng)急管理機(jī)制

0 引言

在對(duì)石油天然氣等能源進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中，管道運(yùn)輸是最主要的一種方式，所以對(duì)管道出現(xiàn)泄露的原因展開合理分析，以及對(duì)管道的安全性進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，能夠?qū)訌?qiáng)管道的應(yīng)急管理起到重要作用。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的應(yīng)急管理技術(shù)已經(jīng)走入了大眾生活，運(yùn)用一些現(xiàn)代化的科技手段就能解決很多突發(fā)性問題，現(xiàn)如今正在逐步向理論化與體系化方向發(fā)展。應(yīng)用理論或?qū)嵺`操作的方式都很難對(duì)管道運(yùn)輸泄露原因進(jìn)行深入分析，將兩者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合后應(yīng)用到應(yīng)急管理中的研究更是鳳毛麟角。

1 油氣管道運(yùn)輸泄漏及其應(yīng)急管理機(jī)制研究的重要性

眾所周知，油氣管道運(yùn)輸是一種比較可靠的運(yùn)輸方式，被廣泛應(yīng)用在油氣運(yùn)輸?shù)念I(lǐng)域中。與此同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)于石油和天然氣等能源的需求量在不斷增加，所以油氣管道的分布面積也在不斷擴(kuò)大，這種情況下，油氣管道在使用的過程中，就不可避免的會(huì)存在一些安全隱患，因?yàn)槭艿绞褂铆h(huán)境、人為操作以及運(yùn)行時(shí)間等多種因素的影響，使得管道破環(huán)問題層出不窮，而出現(xiàn)油氣泄露也就在所難免[1]。如果不能及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行有效處理，那么很有可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，造成巨大損失。所以，在油氣管道運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要采用相關(guān)的應(yīng)急管理機(jī)制，建立科學(xué)的模型，讓管道運(yùn)輸?shù)陌踩缘玫接行ПＵ稀?/p>

2 建立油氣管道運(yùn)輸泄露與應(yīng)急管理機(jī)制研究的模型

2.1 Petri網(wǎng)模型

所謂的Petri網(wǎng)模型，剛開始時(shí)應(yīng)用的范圍還比較小，隨著研究的推進(jìn)，現(xiàn)如今已經(jīng)被引入到了很多領(lǐng)域中，主要是通過時(shí)間參數(shù)來對(duì)變遷中可實(shí)施與不可實(shí)施狀態(tài)間的延遲效果進(jìn)行反映，所以，此模型也被稱作隨機(jī)Petri網(wǎng)。由于在油氣管道運(yùn)輸?shù)倪^程中，時(shí)間參數(shù)的研究?jī)r(jià)值不言而喻，所以用該模型來完成相關(guān)分析是很有必要的[2]。

眾所周知，油氣管道運(yùn)輸中的應(yīng)急管理，主要包含了預(yù)警、響應(yīng)和終止等內(nèi)容，應(yīng)急的單元主體是國(guó)家建設(shè)總機(jī)構(gòu)，而預(yù)警就是應(yīng)用中央宏觀調(diào)控的方式來對(duì)管道泄露情況進(jìn)行合理監(jiān)測(cè)。在應(yīng)急響應(yīng)時(shí)，需要中央來完成綜合調(diào)度、協(xié)商問題以及接受地方的反饋，從而對(duì)相關(guān)工作進(jìn)行指導(dǎo);同時(shí)地方要依據(jù)調(diào)度的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)反饋，并組織應(yīng)急小組開展救援工作。在終止的過程中，需要中央和地方舉行會(huì)議，分析與總結(jié)應(yīng)急處理效果，并與其他相關(guān)部門聯(lián)合開展工作。所以，在應(yīng)急管理的過程中，最重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是時(shí)效性，這就意味著對(duì)三個(gè)過程的時(shí)間進(jìn)行研究勢(shì)在必得。

2.2 模型建立的過程

在進(jìn)行模型構(gòu)建時(shí)，Petri網(wǎng)是一個(gè)表示成SPN=（P，T，F(xiàn)，W，M0，λ）的六元組，其中，P是庫所有限集，包括p0，…，pn等;t是變遷有限集，包括t0，…，tm等;庫所和變遷之間的聯(lián)系作用表示為F=（P×T）∪（T×P）;W：F→{1，…}是一類弧權(quán)函數(shù);而M0：P→{1，…}是初始標(biāo)識(shí);變遷的平均實(shí)時(shí)速率表示為λ={λ1，…，λm}。有效整合應(yīng)急管理中相關(guān)的決策，并建立起SPN模型，最核心的階段是響應(yīng)過程，需要管道運(yùn)輸泄露的系統(tǒng)參與協(xié)調(diào)處理，并盡可能對(duì)受災(zāi)地區(qū)進(jìn)行有效保護(hù)。

管道運(yùn)輸?shù)膽?yīng)急仿真模型構(gòu)建得比較簡(jiǎn)單，能夠在一定程度上減少相關(guān)流程，并與實(shí)際的油氣管道泄露事故進(jìn)行結(jié)合，展開科學(xué)分析，首先給λ賦值，然后計(jì)算出系統(tǒng)相應(yīng)的延遲時(shí)間，再獲得其余變量的結(jié)果，最后分析此模型與應(yīng)急管理相關(guān)需求是否相符[3]。

3 建立油氣管道泄漏的應(yīng)急管理流程模型

首先，將簡(jiǎn)化后的模型與馬爾可夫鏈進(jìn)行對(duì)應(yīng)，構(gòu)建Petri網(wǎng)模型，再讓時(shí)間函數(shù)和變遷對(duì)應(yīng)起來，繪制出相應(yīng)的可達(dá)圖，最后，引入激發(fā)概念，其中激發(fā)表示的是弧與弧變遷的關(guān)系。在進(jìn)行馬爾可夫鏈建立的時(shí)候，可以用高等函數(shù)有界性來進(jìn)行相關(guān)限制，并標(biāo)明庫所的狀態(tài)，表示為M0，M1，…，Mn。在實(shí)際的分析過程中，這種系統(tǒng)是一種反饋模型，變遷之間會(huì)相互作用，從而在系統(tǒng)內(nèi)部形成循環(huán)，再應(yīng)用不變量方式來展開分析，將不變量的部分公式引入到模型中。

4 建立管道運(yùn)輸泄漏應(yīng)急流程的仿真模型

與管道工程的某個(gè)實(shí)際案例結(jié)合起來分析，在油氣管道運(yùn)輸?shù)膽?yīng)急管理機(jī)制中，需要計(jì)算出相關(guān)的指標(biāo)，并同時(shí)對(duì)時(shí)效性進(jìn)行分析，再與變遷觸發(fā)點(diǎn)相結(jié)合，完成估算。對(duì)延時(shí)指標(biāo)參數(shù)t0～t20以及觸發(fā)的平均速率參數(shù)λ0～λ20進(jìn)行有效分析。

4.1 變遷的利用率

所謂的變遷利用率，主要用來表示具體的活動(dòng)時(shí)間在整個(gè)流程中所占比重，與案例分析結(jié)合起來看，變遷利用率的分布形狀是梯形，在第一個(gè)階段，會(huì)進(jìn)行事故排查、群眾轉(zhuǎn)移、應(yīng)急救助以及管道完整性估計(jì)等內(nèi)容;第二個(gè)階段，是應(yīng)急響應(yīng)與結(jié)束之前的部分;第三個(gè)階段則是應(yīng)急開始與結(jié)束的階段[4]?？梢酝ㄟ^構(gòu)建完整的應(yīng)急管理系統(tǒng)，來對(duì)變遷利用率進(jìn)行合理調(diào)整，并依據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)相關(guān)轉(zhuǎn)換，該系統(tǒng)應(yīng)該分成兩個(gè)部分，即常規(guī)操作系統(tǒng)和應(yīng)急操作系統(tǒng)，其中，在對(duì)管道泄露進(jìn)行處理時(shí)，優(yōu)先使用后一個(gè)系統(tǒng)，并且要確保系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)啟動(dòng)。

4.2 總遲延時(shí)間

眾所周知，在應(yīng)急管理的流程中，存在預(yù)警、響應(yīng)以及終止三個(gè)部分的內(nèi)容，需要計(jì)算出每個(gè)階段各自的延時(shí)時(shí)間，再將結(jié)果相加獲得總延時(shí)時(shí)間，但是，經(jīng)過對(duì)案例實(shí)際情況與經(jīng)驗(yàn)的分析發(fā)現(xiàn)，要將延遲指標(biāo)的估算值轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)急時(shí)間，還需要乘以一個(gè)系數(shù)0.5421：

t預(yù)警=t0+…+t4=9×0.5421=4.8789（min）

t響應(yīng)=t5+t10+…+t20=76×0.5421=41.1996（min）

t終止=t16+…+t19=12×0.5421=6.5052（min）

t總=t預(yù)警+t響應(yīng)+t終止=52.5837（min）

通過比較可知，此系統(tǒng)延遲的時(shí)間比案例實(shí)際處理的時(shí)間要長(zhǎng)，因?yàn)檫@里用了Petri網(wǎng)模型，應(yīng)用到安全區(qū)時(shí)會(huì)有一個(gè)緩沖階段，所以，需要以實(shí)際情況為依據(jù)，來選擇相關(guān)執(zhí)行方式，并不是要經(jīng)過所有的路徑。但是，在分析系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間的過程中，是需要將所有行動(dòng)都考慮到計(jì)算中的，因此，最終得到的結(jié)果中，實(shí)際行動(dòng)時(shí)間比延遲時(shí)間小一些。使用分階段方式來進(jìn)行延遲時(shí)間的計(jì)算，能夠直觀表現(xiàn)出各階段時(shí)間所占的比例，通過案例的分析，可以發(fā)現(xiàn)在應(yīng)急管理機(jī)制的應(yīng)用中，響應(yīng)階段耗時(shí)最多[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展，油氣管道運(yùn)輸?shù)牧吭谥饾u增加，而管道安全成了最重要的一個(gè)要求。在對(duì)管道進(jìn)行管理的過程中，需要加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)控制力度，有效提高管理的質(zhì)量和水平，并制定合理的應(yīng)急管理機(jī)制，更好的處理相關(guān)安全問題，這樣能夠讓管道使用更可靠，從而保障了管道的運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔娟娟，蘇美玉.油氣管道及儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施安全保障技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].云南化工，2019，46（04）：23-25.

[2]趙東輝，張金輝，王志鵬.油氣管道運(yùn)輸泄漏分析及其應(yīng)急管理機(jī)制[J].遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，38（4）：68-71+86.

[3]孔柏強(qiáng).天然氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)行中的安全問題與對(duì)策[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（10）：2113.

[4]童小鋒.基于光纖傳感技術(shù)的油氣運(yùn)輸管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2015（11）：11-12+14.

[5]李建.石油工業(yè)中長(zhǎng)距離油氣運(yùn)輸管道的泄漏檢測(cè)方法以及清洗技術(shù)分析[J].石化技術(shù)，2016，23（2）：16.

作者簡(jiǎn)介：

付云生（1962- ），男，漢族，云南昆明人，高級(jí)工程師，大專，研究方向：油氣儲(chǔ)運(yùn)。