油气管道运输泄漏及其应急管理机制

付云生 诸葛庚发

摘 要：众所周知，油气管道在运输的过程中如果出现泄漏问题，那么很有可能会对人们的财产与安全产生严重影响。为了能够最大限度避免因为油气管道运输泄露而引发的危害，需要采取合理的应急管理机制来进行有效管理，让泄露问题及时得到处理，从而降低不利影响。

关键词：油气管道;运输泄漏;应急管理机制

0 引言

在对石油天然气等能源进行运输的过程中，管道运输是最主要的一种方式，所以对管道出现泄露的原因展开合理分析，以及对管道的安全性进行科学评价，能够对加强管道的应急管理起到重要作用。近年来，随着科学技术的发展，新型的应急管理技术已经走入了大众生活，运用一些现代化的科技手段就能解决很多突发性问题，现如今正在逐步向理论化与体系化方向发展。应用理论或实践操作的方式都很难对管道运输泄露原因进行深入分析，将两者进行有机结合后应用到应急管理中的研究更是凤毛麟角。

1 油气管道运输泄漏及其应急管理机制研究的重要性

众所周知，油气管道运输是一种比较可靠的运输方式，被广泛应用在油气运输的领域中。与此同时，随着社会经济水平的提高，人们对于石油和天然气等能源的需求量在不断增加，所以油气管道的分布面积也在不断扩大，这种情况下，油气管道在使用的过程中，就不可避免的会存在一些安全隐患，因为受到使用环境、人为操作以及运行时间等多种因素的影响，使得管道破环问题层出不穷，而出现油气泄露也就在所难免[1]。如果不能及时对管道进行有效处理，那么很有可能会引发严重的安全事故，造成巨大损失。所以，在油气管道运输的过程中，需要采用相关的应急管理机制，建立科学的模型，让管道运输的安全性得到有效保障。

2 建立油气管道运输泄露与应急管理机制研究的模型

2.1 Petri网模型

所谓的Petri网模型，刚开始时应用的范围还比较小，随着研究的推进，现如今已经被引入到了很多领域中，主要是通过时间参数来对变迁中可实施与不可实施状态间的延迟效果进行反映，所以，此模型也被称作随机Petri网。由于在油气管道运输的过程中，时间参数的研究价值不言而喻，所以用该模型来完成相关分析是很有必要的[2]。

众所周知，油气管道运输中的应急管理，主要包含了预警、响应和终止等内容，应急的单元主体是国家建设总机构，而预警就是应用中央宏观调控的方式来对管道泄露情况进行合理监测。在应急响应时，需要中央来完成综合调度、协商问题以及接受地方的反馈，从而对相关工作进行指导;同时地方要依据调度的内容进行相应反馈，并组织应急小组开展救援工作。在终止的过程中，需要中央和地方举行会议，分析与总结应急处理效果，并与其他相关部门联合开展工作。所以，在应急管理的过程中，最重要的衡量标准就是时效性，这就意味着对三个过程的时间进行研究势在必得。

2.2 模型建立的过程

在进行模型构建时，Petri网是一个表示成SPN=（P，T，F，W，M0，λ）的六元组，其中，P是库所有限集，包括p0，…，pn等;t是变迁有限集，包括t0，…，tm等;库所和变迁之间的联系作用表示为F=（P×T）∪（T×P）;W：F→{1，…}是一类弧权函数;而M0：P→{1，…}是初始标识;变迁的平均实时速率表示为λ={λ1，…，λm}。有效整合应急管理中相关的决策，并建立起SPN模型，最核心的阶段是响应过程，需要管道运输泄露的系统参与协调处理，并尽可能对受灾地区进行有效保护。

管道运输的应急仿真模型构建得比较简单，能够在一定程度上减少相关流程，并与实际的油气管道泄露事故进行结合，展开科学分析，首先给λ赋值，然后计算出系统相应的延迟时间，再获得其余变量的结果，最后分析此模型与应急管理相关需求是否相符[3]。

3 建立油气管道泄漏的应急管理流程模型

首先，将简化后的模型与马尔可夫链进行对应，构建Petri网模型，再让时间函数和变迁对应起来，绘制出相应的可达图，最后，引入激发概念，其中激发表示的是弧与弧变迁的关系。在进行马尔可夫链建立的时候，可以用高等函数有界性来进行相关限制，并标明库所的状态，表示为M0，M1，…，Mn。在实际的分析过程中，这种系统是一种反馈模型，变迁之间会相互作用，从而在系统内部形成循环，再应用不变量方式来展开分析，将不变量的部分公式引入到模型中。

4 建立管道运输泄漏应急流程的仿真模型

与管道工程的某个实际案例结合起来分析，在油气管道运输的应急管理机制中，需要计算出相关的指标，并同时对时效性进行分析，再与变迁触发点相结合，完成估算。对延时指标参数t0～t20以及触发的平均速率参数λ0～λ20进行有效分析。

4.1 变迁的利用率

所谓的变迁利用率，主要用来表示具体的活动时间在整个流程中所占比重，与案例分析结合起来看，变迁利用率的分布形状是梯形，在第一个阶段，会进行事故排查、群众转移、应急救助以及管道完整性估计等内容;第二个阶段，是应急响应与结束之前的部分;第三个阶段则是应急开始与结束的阶段[4]。可以通过构建完整的应急管理系统，来对变迁利用率进行合理调整，并依据实际情况实现相关转换，该系统应该分成两个部分，即常规操作系统和应急操作系统，其中，在对管道泄露进行处理时，优先使用后一个系统，并且要确保系统可以实时启动。

4.2 总迟延时间

众所周知，在应急管理的流程中，存在预警、响应以及终止三个部分的内容，需要计算出每个阶段各自的延时时间，再将结果相加获得总延时时间，但是，经过对案例实际情况与经验的分析发现，要将延迟指标的估算值转换成实际应急时间，还需要乘以一个系数0.5421：

t预警=t0+…+t4=9×0.5421=4.8789（min）

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

t终止=t16+…+t19=12×0.5421=6.5052（min）

t总=t预警+t响应+t终止=52.5837（min）

通过比较可知，此系统延迟的时间比案例实际处理的时间要长，因为这里用了Petri网模型，应用到安全区时会有一个缓冲阶段，所以，需要以实际情况为依据，来选择相关执行方式，并不是要经过所有的路径。但是，在分析系统延时时间的过程中，是需要将所有行动都考虑到计算中的，因此，最终得到的结果中，实际行动时间比延迟时间小一些。使用分阶段方式来进行延迟时间的计算，能够直观表现出各阶段时间所占的比例，通过案例的分析，可以发现在应急管理机制的应用中，响应阶段耗时最多[5]。

5 结束语

综上所述，随着社会的发展，油气管道運输的量在逐渐增加，而管道安全成了最重要的一个要求。在对管道进行管理的过程中，需要加强风险控制力度，有效提高管理的质量和水平，并制定合理的应急管理机制，更好的处理相关安全问题，这样能够让管道使用更可靠，从而保障了管道的运行安全。

参考文献：

[1]崔娟娟，苏美玉.油气管道及储运设施安全保障技术发展现状及展望[J].云南化工，2019，46（04）：23-25.

[2]赵东辉，张金辉，王志鹏.油气管道运输泄漏分析及其应急管理机制[J].辽宁石油化工大学学报，2018，38（4）：68-71+86.

[3]孔柏强.天然气长输管道运行中的安全问题与对策[J].建筑工程技术与设计，2018（10）：2113.

[4]童小锋.基于光纤传感技术的油气运输管道泄漏自动检测技术研究[J].自动化与仪器仪表，2015（11）：11-12+14.

[5]李建.石油工业中长距离油气运输管道的泄漏检测方法以及清洗技术分析[J].石化技术，2016，23（2）：16.

作者简介：

付云生（1962- ），男，汉族，云南昆明人，高级工程师，大专，研究方向：油气储运。