油氣管道運輸泄漏及其應急管理機制

付云生 諸葛庚發

摘 要：眾所周知，油氣管道在運輸的過程中如果出現泄漏問題，那么很有可能會對人們的財產與安全產生嚴重影響。為了能夠最大限度避免因為油氣管道運輸泄露而引發的危害，需要采取合理的應急管理機制來進行有效管理，讓泄露問題及時得到處理，從而降低不利影響。

關鍵詞：油氣管道;運輸泄漏;應急管理機制

0 引言

在對石油天然氣等能源進行運輸的過程中，管道運輸是最主要的一種方式，所以對管道出現泄露的原因展開合理分析，以及對管道的安全性進行科學評價，能夠對加強管道的應急管理起到重要作用。近年來，隨著科學技術的發展，新型的應急管理技術已經走入了大眾生活，運用一些現代化的科技手段就能解決很多突發性問題，現如今正在逐步向理論化與體系化方向發展。應用理論或實踐操作的方式都很難對管道運輸泄露原因進行深入分析，將兩者進行有機結合后應用到應急管理中的研究更是鳳毛麟角。

1 油氣管道運輸泄漏及其應急管理機制研究的重要性

眾所周知，油氣管道運輸是一種比較可靠的運輸方式，被廣泛應用在油氣運輸的領域中。與此同時，隨著社會經濟水平的提高，人們對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大，這種情況下，油氣管道在使用的過程中，就不可避免的會存在一些安全隱患，因為受到使用環境、人為操作以及運行時間等多種因素的影響，使得管道破環問題層出不窮，而出現油氣泄露也就在所難免[1]。如果不能及時對管道進行有效處理，那么很有可能會引發嚴重的安全事故，造成巨大損失。所以，在油氣管道運輸的過程中，需要采用相關的應急管理機制，建立科學的模型，讓管道運輸的安全性得到有效保障。

2 建立油氣管道運輸泄露與應急管理機制研究的模型

2.1 Petri網模型

所謂的Petri網模型，剛開始時應用的范圍還比較小，隨著研究的推進，現如今已經被引入到了很多領域中，主要是通過時間參數來對變遷中可實施與不可實施狀態間的延遲效果進行反映，所以，此模型也被稱作隨機Petri網。由于在油氣管道運輸的過程中，時間參數的研究價值不言而喻，所以用該模型來完成相關分析是很有必要的[2]。

眾所周知，油氣管道運輸中的應急管理，主要包含了預警、響應和終止等內容，應急的單元主體是國家建設總機構，而預警就是應用中央宏觀調控的方式來對管道泄露情況進行合理監測。在應急響應時，需要中央來完成綜合調度、協商問題以及接受地方的反饋，從而對相關工作進行指導;同時地方要依據調度的內容進行相應反饋，并組織應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議，分析與總結應急處理效果，并與其他相關部門聯合開展工作。所以，在應急管理的過程中，最重要的衡量標準就是時效性，這就意味著對三個過程的時間進行研究勢在必得。

2.2 模型建立的過程

在進行模型構建時，Petri網是一個表示成SPN=（P，T，F，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系作用表示為F=（P×T）∪（T×P）;W：F→{1，…}是一類弧權函數;而M0：P→{1，…}是初始標識;變遷的平均實時速率表示為λ={λ1，…，λm}。有效整合應急管理中相關的決策，并建立起SPN模型，最核心的階段是響應過程，需要管道運輸泄露的系統參與協調處理，并盡可能對受災地區進行有效保護。

管道運輸的應急仿真模型構建得比較簡單，能夠在一定程度上減少相關流程，并與實際的油氣管道泄露事故進行結合，展開科學分析，首先給λ賦值，然后計算出系統相應的延遲時間，再獲得其余變量的結果，最后分析此模型與應急管理相關需求是否相符[3]。

3 建立油氣管道泄漏的應急管理流程模型

首先，將簡化后的模型與馬爾可夫鏈進行對應，構建Petri網模型，再讓時間函數和變遷對應起來，繪制出相應的可達圖，最后，引入激發概念，其中激發表示的是弧與弧變遷的關系。在進行馬爾可夫鏈建立的時候，可以用高等函數有界性來進行相關限制，并標明庫所的狀態，表示為M0，M1，…，Mn。在實際的分析過程中，這種系統是一種反饋模型，變遷之間會相互作用，從而在系統內部形成循環，再應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 建立管道運輸泄漏應急流程的仿真模型

與管道工程的某個實際案例結合起來分析，在油氣管道運輸的應急管理機制中，需要計算出相關的指標，并同時對時效性進行分析，再與變遷觸發點相結合，完成估算。對延時指標參數t0～t20以及觸發的平均速率參數λ0～λ20進行有效分析。

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時間在整個流程中所占比重，與案例分析結合起來看，變遷利用率的分布形狀是梯形，在第一個階段，會進行事故排查、群眾轉移、應急救助以及管道完整性估計等內容;第二個階段，是應急響應與結束之前的部分;第三個階段則是應急開始與結束的階段[4]?？梢酝ㄟ^構建完整的應急管理系統，來對變遷利用率進行合理調整，并依據實際情況實現相關轉換，該系統應該分成兩個部分，即常規操作系統和應急操作系統，其中，在對管道泄露進行處理時，優先使用后一個系統，并且要確保系統可以實時啟動。

4.2 總遲延時間

眾所周知，在應急管理的流程中，存在預警、響應以及終止三個部分的內容，需要計算出每個階段各自的延時時間，再將結果相加獲得總延時時間，但是，經過對案例實際情況與經驗的分析發現，要將延遲指標的估算值轉換成實際應急時間，還需要乘以一個系數0.5421：

t預警=t0+…+t4=9×0.5421=4.8789（min）

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

t終止=t16+…+t19=12×0.5421=6.5052（min）

t總=t預警+t響應+t終止=52.5837（min）

通過比較可知，此系統延遲的時間比案例實際處理的時間要長，因為這里用了Petri網模型，應用到安全區時會有一個緩沖階段，所以，需要以實際情況為依據，來選擇相關執行方式，并不是要經過所有的路徑。但是，在分析系統延時時間的過程中，是需要將所有行動都考慮到計算中的，因此，最終得到的結果中，實際行動時間比延遲時間小一些。使用分階段方式來進行延遲時間的計算，能夠直觀表現出各階段時間所占的比例，通過案例的分析，可以發現在應急管理機制的應用中，響應階段耗時最多[5]。

5 結束語

綜上所述，隨著社會的發展，油氣管道運輸的量在逐漸增加，而管道安全成了最重要的一個要求。在對管道進行管理的過程中，需要加強風險控制力度，有效提高管理的質量和水平，并制定合理的應急管理機制，更好的處理相關安全問題，這樣能夠讓管道使用更可靠，從而保障了管道的運行安全。

參考文獻：

[1]崔娟娟，蘇美玉.油氣管道及儲運設施安全保障技術發展現狀及展望[J].云南化工，2019，46（04）：23-25.

[2]趙東輝，張金輝，王志鵬.油氣管道運輸泄漏分析及其應急管理機制[J].遼寧石油化工大學學報，2018，38（4）：68-71+86.

[3]孔柏強.天然氣長輸管道運行中的安全問題與對策[J].建筑工程技術與設計，2018（10）：2113.

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

[5]李建.石油工業中長距離油氣運輸管道的泄漏檢測方法以及清洗技術分析[J].石化技術，2016，23（2）：16.

作者簡介：

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