摘要：分析國(guó)內(nèi)外城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全管理的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了法國(guó)GrDF公司計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng)(CMMS)的原則、管理流程和遠(yuǎn)期目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：?燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)；?安全管理；?風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：?工業(yè)安全收益法

Abstract：The current situation of city gas transmission and distribution system safety management at home and abroad is analyzed.The principles，management processes and long-term goals of computerized maintenance management system(CMMS)in France GrDF are introduced.

Key words：?gas transmission and distribution system；?safety management；?risk assessment：industrial safety income approach

隨著天然氣時(shí)代的到來(lái)，我國(guó)的燃?xì)馐聵I(yè)飛速發(fā)展。根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒(2010)》可知，我國(guó)2010年的供氣管道總長(zhǎng)度為30.9×10⁴ km，用氣人口為3.63×10⁶人。然而，現(xiàn)有的燃?xì)庠O(shè)施存在種種問(wèn)題，尤其是運(yùn)行方面存在的安全問(wèn)題，直接影響了城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和高效性^[1]。解決城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)運(yùn)行安全問(wèn)題的有效手段之一就是加強(qiáng)安全管理。

我國(guó)的燃?xì)夤?、科研機(jī)構(gòu)和高校在加強(qiáng)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全管理方面進(jìn)行了大量的探索和實(shí)踐。

中石油昆侖燃?xì)庥邢薰鞠虒幏止驹诔浞址治鑫覈?guó)城市管道燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)管理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將城市管道燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)的安全管理劃分為3個(gè)主要環(huán)節(jié)：氣源接收管理、城市管網(wǎng)管理和用戶(hù)管理，針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)制定了不同的管理措施，并提出了統(tǒng)一安全管理標(biāo)準(zhǔn)、建立燃?xì)庑畔⑾到y(tǒng)、加強(qiáng)安全用氣教育和建立高效巡護(hù)隊(duì)伍的建議^[2]。

福州市煤氣有限公司根據(jù)福州市城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的實(shí)際情況，采用GIS、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，集成燃?xì)夤芫W(wǎng)綜合管理系統(tǒng)，提供管網(wǎng)信息管理、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)分析、管網(wǎng)數(shù)據(jù)編輯、工程信息管理、管網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)信息管理、管網(wǎng)事故處理、系統(tǒng)安全管理等功能^[3]。

中國(guó)石油大學(xué)羅自治在總結(jié)國(guó)內(nèi)外城市燃?xì)夤艿朗鹿实幕A(chǔ)上，提出了我國(guó)城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾砹鞒痰幕究蚣?，介紹了流程的主要內(nèi)容和相關(guān)的國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)^[4]。

北京訊騰科技有限公司分析了目前我國(guó)智能燃?xì)夤芫W(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，提出了解決方案，并采用物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IOT)技術(shù)開(kāi)發(fā)了智能燃?xì)夤芫W(wǎng)和相應(yīng)的物聯(lián)監(jiān)控平臺(tái)^[5]。

自從國(guó)外油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的成功經(jīng)驗(yàn)引入中國(guó)并在我國(guó)的燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道的安全管理中取得突破性進(jìn)展后，我國(guó)也開(kāi)始進(jìn)行將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)融人城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全管理中的研究和探索^[6-8]，并不斷加強(qiáng)燃?xì)馄髽I(yè)的信息化建設(shè)^[9-13]。

2007年，美國(guó)的Richard D.Turley申請(qǐng)了一項(xiàng)關(guān)于管道完整性管理流程專(zhuān)利。該項(xiàng)專(zhuān)利通過(guò)基線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(包括識(shí)別管段風(fēng)險(xiǎn)、選擇評(píng)價(jià)方法、劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)4個(gè)基本步驟)、制定并實(shí)施預(yù)防和減緩隱患措施、績(jī)效測(cè)評(píng)、制定改進(jìn)措施等環(huán)節(jié)的循環(huán)實(shí)施，完成了高后果區(qū)域管段的識(shí)別，并以此為依據(jù)制定并實(shí)施預(yù)防和減緩管段隱患的措施，提高管網(wǎng)的可靠性^[14]。

2001年，英國(guó)的健康與安全執(zhí)行委員會(huì)(Health and Safety Executive Committee，HSE)出臺(tái)了城市燃?xì)忤T鐵管網(wǎng)全面更換的管網(wǎng)改造規(guī)劃，要求在30年內(nèi)將距離建筑物30 m范圍內(nèi)的鑄鐵管道全部更換完畢，為此建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的鑄鐵管網(wǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并制定、實(shí)施基于每根管段具體風(fēng)險(xiǎn)值的管網(wǎng)維修、改造計(jì)劃^[15]。

日本通過(guò)分析東京天然氣鑄鐵輸配管網(wǎng)的事故記錄及后果影響，結(jié)合GIS技術(shù)建立了管網(wǎng)泄漏可能性和事故后果影響評(píng)價(jià)模型，對(duì)超出服役期限的鑄鐵燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并按照管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)值的高低制定了管網(wǎng)改造和維護(hù)的規(guī)劃，以求將規(guī)劃實(shí)施的成本降至最低^[16]。

法國(guó)的GrDF公司(法國(guó)最大的天然氣管道運(yùn)營(yíng)公司)在城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，逐步建立起計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng)(Computerized Maintenance Management System，CMMS)，根據(jù)計(jì)算得到的工業(yè)安全收益(GSI)指標(biāo)值，制定兼顧管網(wǎng)安全性和維護(hù)經(jīng)濟(jì)性的維護(hù)管理計(jì)劃，在確保輸配系統(tǒng)安全可靠性的基礎(chǔ)上，最大限度地降低安全管理成本，加強(qiáng)了城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的智能化管理^[17]。

本文主要介紹GrDF公司CMMS系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。

①安全性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合

城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全管理的中心任務(wù)是確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。CMMS系統(tǒng)遵循安全性原則的同時(shí)，兼顧經(jīng)濟(jì)性原則。究其原因，基于以下兩點(diǎn)：

首先，法國(guó)目前的城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全狀況已得到很大程度的改善。法國(guó)為確保城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)進(jìn)行了全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，得到灰鑄鐵管的超期服役是影響燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全性的最主要原因。法國(guó)在近20年的時(shí)間內(nèi)，一直致力于灰鑄鐵管道的改造工程，該工程于2007年結(jié)束。目前，法國(guó)的城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全性已得到極大的提高。針對(duì)此現(xiàn)狀，法國(guó)GrDF公司在確保燃?xì)夤芫W(wǎng)安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮安全管理的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而制定更加合理的城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的管理方案。

其次，法國(guó)的燃?xì)夤I(yè)已全面市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)化。從2007年7月1日開(kāi)始，法國(guó)的能源市場(chǎng)全面開(kāi)放，燃?xì)庥脩?hù)可以自由選擇燃?xì)獾墓?yīng)商和運(yùn)營(yíng)商。為了應(yīng)對(duì)燃?xì)夤I(yè)全面市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)化的挑戰(zhàn)，GrDF公司也需要考慮城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)及安全管理成本之間的平衡。

②智能化管理

GrDF公司研發(fā)的基于SAP(SAP的全稱(chēng)為Systems Applications and Products in Data Processing，是SAP公司的產(chǎn)品——企業(yè)管理解決方案軟件的名稱(chēng)。SAP公司是目前全世界排名第一的企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)軟件公司)系統(tǒng)的CMMS系統(tǒng)是在對(duì)燃?xì)廨斉湓O(shè)施和各地方安全管理的程序全面統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上逐步建立起來(lái)的，可完成安全管理全過(guò)程的追蹤記錄。該系統(tǒng)綜合利用計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)、安全管理方案實(shí)施效果反饋信息數(shù)據(jù)庫(kù)和財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)信息，開(kāi)展全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，深入研究以城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)可靠性為中心任務(wù)的維護(hù)(Reliability Centered Maintenance，RCM)。CMMS系統(tǒng)還與GrDF公司的地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System，GIS)相結(jié)合，并引入地圖繪制技術(shù)，在GIS系統(tǒng)中建立地圖基本操作子系統(tǒng)，提供地圖操作、圖層控制、地圖定位、地圖輸出、地形圖庫(kù)管理和數(shù)據(jù)加載等基本功能，將計(jì)算和模擬結(jié)果可視化，極大地促進(jìn)了城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的智能化管理。

法國(guó)GrDF公司采用CMMS系統(tǒng)開(kāi)展城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全管理的流程見(jiàn)圖1。其中粗實(shí)線代表主體流程，細(xì)實(shí)線代表輔助流程。該安全管理流程定期根據(jù)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和更新(目前的調(diào)整周期為l年)，不斷地引進(jìn)新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備，循環(huán)往復(fù)執(zhí)行，以確保城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，并最大限度地降低安全管理成本。

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?

3.2.1 資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)

資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)是CMMS系統(tǒng)安全管理流程的第一步。該步驟包含兩方面內(nèi)容：固定資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和財(cái)務(wù)核算。

法國(guó)GrDF公司擁有l(wèi)8.84×10⁴ km的天然氣管網(wǎng)，是全歐洲范圍內(nèi)擁有天然氣管網(wǎng)長(zhǎng)度最長(zhǎng)的燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)公司。該公司每年開(kāi)展的固定資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)工作就是將其名下所有的城市燃?xì)廨斉湓O(shè)施(廠站、燃?xì)夤艿?、閥門(mén)等管道附屬設(shè)備等)的情況進(jìn)行全面、系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)。為確保統(tǒng)計(jì)信息的完備性和準(zhǔn)確性，從2005年開(kāi)始，GrDF公司即開(kāi)始著手構(gòu)建全國(guó)范圍內(nèi)的城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的技術(shù)參數(shù)資料框架。該資料框架以目前已辨識(shí)的輸配系統(tǒng)信息項(xiàng)為基礎(chǔ)，編制針對(duì)各類(lèi)設(shè)施、各種管材、各種氣源的列表清單，并編制相應(yīng)的指導(dǎo)手冊(cè)。該資料框架隨著CMMS系統(tǒng)安全管理工作的不斷開(kāi)展而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和更新。

GrDF公司擁有l(wèi)3家燃?xì)夤?yīng)商，2008年的營(yíng)業(yè)額為30×10⁸歐元。GrDF公司2008年的總投資為6.5×10⁸歐元，其中為確保燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全運(yùn)行的投資為100 ×10⁴歐元／d。CMMS系統(tǒng)安全管理流程中的財(cái)務(wù)核算指的是GrDF公司為確保燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全可靠性，采取各項(xiàng)安全管理措施的財(cái)務(wù)支出核算。

3.2.2 信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)

GrDF公司的安全技術(shù)部負(fù)責(zé)完成固定資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和財(cái)務(wù)核算，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果分別手動(dòng)錄入安全管理方案實(shí)施效果反饋信息數(shù)據(jù)庫(kù)和財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)；安全技術(shù)部根據(jù)不同的管理單元和設(shè)備類(lèi)型，在CMMS系統(tǒng)中選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算模型，將以上兩大數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)信息手動(dòng)輸入計(jì)算機(jī)，完成相應(yīng)的計(jì)算模擬。模擬結(jié)果自動(dòng)錄入計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。三大數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息將用于下一環(huán)節(jié)GSI指標(biāo)計(jì)算。

3.2.3 GSl指標(biāo)計(jì)算

根據(jù)上文可知，CMMS系統(tǒng)的重要原則之一是綜合考慮城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此CMMS系統(tǒng)管理流程的第三步是采用工業(yè)安全收益法(GSI)，將輸配系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與安全管理成本效益分析充分結(jié)合起來(lái)，根據(jù)式(1)和三大數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息計(jì)算出每個(gè)燃?xì)庠O(shè)備或每個(gè)管理單元的GSI指標(biāo)值。

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式中?G——采用工業(yè)安全收益法計(jì)算得到的某設(shè)備(管理單元)GSI指標(biāo)值

??? ??C——某設(shè)備(管理單元)在使用壽命期間節(jié)省的費(fèi)用，歐元