管道系统风险量化计算模型优化方案

定量风险评价是对设施或作业活动中发生事故的概率和后果进行分析和定量计算，将计算出的风险值与风险管理标准相比较，判断风险是否可接受，并提出控制风险的措施建议。

定量风险评价主要回答四个问题：评价对象可能会出现什么问题；意外事件发生的概率有多大；后果会怎么样；该意外事件的风险是否可以接受。

1.单项事故的风险值

设以R_i为第i种事故的风险值，P_i为第i种事故出现的概率（或频率）；C_i为第i种事故的后果损失，则：

R_i=P_i×C_i（i=1，2，…，7） （2-1）

对于油气管线来说，事故通常可分成：外腐蚀、内腐蚀、第三方损害、土壤移动、设计（材料）因素、系统安全因素及应力腐蚀裂缝7类。

2.某段管段的某项事故的风险值

设整个管线系统共划分成m段，而第j段管段的第i项事故的风险值为R_ij，则：

R_ij=P_ij×C_ij （2-2）

式中 P_ij——第j段管段的第i项事故的概率；

C_ij——该段出现第i项事故后的后果损失。

3.整个管道系统的总风险值

设以R_S代表此管道系统总风险值。当管线共划分成m管段时，则：

4.风险可接受标准

国际上，常用的风险可接受标准有最低合理可行（As Low As Reasonably Practicable，ALARP）原则和风险矩阵。

（1）ALARP原则

ALARP原则又称为“二拉平”原则，是当前国外风险可接受水平普遍采用的一种风险判据原则，如图2-7所示。在定量风险评价中，ALARP原则设定了风险容许上限和下限，将风险分为三个等级。位于上限之上的风险，不能接受；位于下限之下的风险，可以接受；中间称为ALARP区域，应在经济、可行的前提下采取措施尽可能地降低这一区域的风险水平。作为一种原则，各个企业单位可结合本行业或企业本身的实际情况制定具体的风险可接受水平。(www.xing528.com)

图2-7 风险判据原则——ALARP原则

（2）风险矩阵模型

图2-8所示为某一简单危险事件发生的发生概率及危害后果的矩阵图，该图为风险评价提供了一个思路框架。这一模型揭示了风险将随着其危害后果和（或）发生几率的增大而加大加深。当然，仅仅在这个模型中是很难考虑周全所有的相关因素以及它们之间相互关系，但它有助于使某些特定的风险问题具体化。

矩阵法初始阶段采用传统的对称矩阵，实际上是乘积法的改良。引入模糊概念，先由各基本因素情况分别评估事故可能性和后果严重度的等级，再根据矩阵确定运行风险等级。矩阵以纵坐标表示后果严重度，分为5个等级，其中I表示事故后果轻微，V表示事故后果严重。横坐标表示事故可能性，也分为5个等级，其中I表示事故可能性小，V表示事故可能性大。

矩阵中数值代表运行风险的大小。依据传统的对称矩阵（即图2-8），管段运行风险的判别分级如下：1～3为轻微，4～9为一般，10～19为较大，20以上为极大。

根据风险管理的最新进展，应加重对后果严重度的考虑，降低事故可能性对风险等级的影响。美国石油学会《基于风险的检验规范》（AP1581），将矩阵修订为非对称性的（即图2-9）。图2-9中A区为轻微风险区，B区为一般风险区，C区为较大风险区，D区为极大风险区。

与传统的对称矩阵相比，风险矩阵是非对称的，风险判断结果有明显差别。

【例2-8】在管道评价时，将评定所得的事故可能性与事故后果在矩阵上作点，该点落在哪个区就表明管道的风险为哪一等级，如图2-10所示。

【例2-9】事故发生概率为II，后果严重度为III时，按图2-9，则风险等级为一般（B区），需保持正常维修，但事故可能性为III，后果严重度为II时，风险等级为轻微（A区），可适当减少巡查频度，发现防腐层破损也无须安排开挖维修，待日后进行接线碰口等开挖时再顺便处理，以减少城管赔偿。

图2-8 对称的风险矩阵模型

图2-9 非对称的风险矩阵模型

图2-10 管道风险评价实例

【例2-10】事故发生概率为III，后果严重度为V时，按照图2-8的对称矩阵，风险等级为较大（15），仅需将之列入整改计划；而按图2-9的非对称矩阵，风险等级则为极大（D区），需尽快安排整改。