摘　要：结合管道完整性管理在深圳市燃气高压输配系统中的实践，论述深圳市燃气管道完整性管理的顶层架构、各项业务的创新点、体系文件、管道数据和系统平台，讨论了城市燃气管道实施完整性管理的难点。

关键词：城市燃气管道 完整性管理 安全管理 风险控制

Abstract：Combined with the practice of pipeline integrity management in Shenzhen gas high-pressure pipeline system，the top architecture of the Shenzhen gas pipeline integrity management，various business innovation points，system document，pipeline data and system platform are described．Some difficulties in implementation of city gas pipeline integrity management are discussed．

Keywords：city gas pipeline jintegrity management；safety management；risk control

 

城市燃气管道完整性管理是在油气长输管道完整性管理成功实施的基础上提出的，是一种全新的安全管理模式。它以保证城市燃气管道经济安全运行为核心目标，对影响城市燃气管道完整性的各种因素进行综合的、一体化的管理，使管道管理标准化、系统化、科学化、规范化。城市燃气管道运行单位如何借鉴长输管道完整性管理的成功经验，建立城市燃气输配管道完整性管理体系，成为城市燃气输配管道安全运营的研究重点之一^[1]。

深圳市燃气输配系统在一张网和多气源的总体规划思想指导下已完成初步建设，分为高压A、次高压A、中压A三级压力级制，至今已投产运行高压管道59km，次高压管道l84km，中压管道3799km。深圳市燃气集团股份有限公司(以下简称深圳燃气)自高压输配系统建设初期开始探索完整性管理在城市燃气管道安全管理中的应用并付诸实践，已取得初期成果。本文介绍深圳燃气实施完整性管理的方法。

在深入研究国内外管道完整性管理相关规范和实例的基础上，结合深圳市燃气管道的特点，提出了深圳市燃气管道完整性管理的顶层架构(见图l)，包括数据采集、单元识别、风险评价、风险控制、效能评价五个环节。这五个环节涵盖了为保证管道安全而进行的一系列活动，是一个综合的、持续循环和不断改进的过程。数据采集所获取的管道相关数据是管道完整性管理的基础；基于此进行单元识别，即对管段单元失效的可能性进行识别，针对识别结果分级采取管理和技术措施；风险评价是单元识别的管理响应措施之一，同时，风险评价的结果又是进行风险控制的依据；企业对不可接受风险采取控制措施使风险受控，以达到管道安全运行的目标；在效能评价环节，企业对实施完整性管理的各个环节进行效能方面的审核与评估，以调整下次循环的完整性管理方案，并优化下次循环的数据采集环节的工作。完整性管理的五个环节持续循环地执行，最终达到持续改进，预防和减少管道事故的目标。

 

管道完整性管理以数据为基础，数据的准确性、实时性和完整性将直接影响风险评价与事件分析的结果。深圳市燃气管道数据主要分为三大类：管道基础设施数据、管道运行业务数据、管道基础地理数据。管道基础设施数据包括管道及附属设施数据，大多在建设期采集，部分在运行期采集；管道运行业务数据主要是管道设施日常维护管理数据，在运行期采集，并体现在完整性业务管理子系统中；管道基础地理数据主要包括卫星遥感影像、基础底图、周边环境等数据。

城市燃气管道敷设地区人口稠密，建筑物繁多，按照长输油气管道的高后果区识别规则，绝大部分城镇燃气管道为高后果区^[2]。深圳燃气在实施完整性管理时，在已收集的完整性数据基础上，将识别的核心由事故的后果转移到失效的可能性上，基于管段单元的划分，对单元发生不同类型失效的可能性进行识别，识别时按照不同指标分析发生该类失效的可能性，针对分析的结果，进行响应，提出管理措施和技术措施。

风险评价是管段单元识别的管理响应措施之一，风险评价分为“直观判定、专项评价、综合评价”三类。直观判定是由专业工程师根据管道现状，按基于相关技术标准和经验编制而成的企业准则进行分类分级判定，提出应对措施及意见；专项评价主要针对腐蚀防护、地质灾害等专项风险进行现场检测或勘察，借助专业计算方法或模型进行分析与评价，并依照国家或行业标准给出建议；综合评价是一个系统的分析过程，通过识别管道运行中潜在危害，以及识别每个管段的潜在的危害因素，评价潜在危害事件发生的可能性和后果，从而计算出风险的大小和等级，综合风险评价结果用于确定风险的预防和降低措施。

针对风险评价结果，对不可接受的风险采取降低风险的措施，以达到风险受控的目标。深圳市燃气管道风险控制的措施体现在“管道保护、腐蚀防护、本体缺陷管理、灾害防治、维修维护、应急管理”六项业务中。管道保护中的巡查措施、第三方工地控制和设置警示标志等是最基础、最常用的风险控制手段，往往经直观判定后便可采用，大多情况下与另外五类风险控制措施结合使用；腐蚀防护、本体缺陷管理和灾害防治分别是对管道腐蚀、本体缺陷和自然灾害导致管道失效或发生事故等专项风险的控制措施；维护在整个城市燃气管道完整性管理的过程中占很大的比例，而维修是对设施缺损等事件的响应，根据风险评价的严重程度，维修计划一般分为立即维修或更换、安排维修计划和加强监控3个等级；对于突发性事件则按应急预案进行应急管理。

完整性管理必须连续、循环进行。管道完整性管理效能评价是对管道完整性管理进行综合分析，把管理的各个环节与任务要求综合比较，最终得到管理成效优劣程度的结果。效能评价主要关注的是完整性管理程序对提高管道安全性的效果。利用效能评价的结果，对完整性管理程序进行修改，使其不断完善，循环进行。其衡量标准是管道完整性管理计划的目标完成情况，通过“管理过程分析与评估”以及“效果评价”两个方面进行分析，发现管道完整性管理过程中的不足，明确改进方向。应根据风险评价、风险控制结果和效能评价结果，制定下次循环的工作计划，对已实施的完整性管理各环节进行完善。在进行下次数据采集时，应整合上次风险评价、风险控制和效能评价的结果，优化数据采集计划，使之更具可操作性，并能更好地支持下次循环的单元识别和风险评价。

管道完整性管理涉及管道设计、施工、运行到退役的整个生命周期，涵盖城市燃气管道的日常业务管理和风险控制过程，体系复杂且彼此相互关联。将原有城市燃气管道完整性管理相关业务划分为管道保护、腐蚀防护、本体缺陷管理、灾害防治、维修维护、应急管理六项，完整性管理的顶层架构贯穿于该六项业务，每项业务均包含数据采集、单元识别、风险评价、风险控制、效能评价五个环节，各自形成相对完整的风险闭环控制。

作为完整性管理的三大支撑系统，体系文件、管道数据和系统平台三者与业务应用构成了深圳燃气管道完整性管理应用架构。体系文件作为管理支撑为深圳燃气的管道完整性管理实施提供标准规范，指导完整性业务的应用，在系统平台上实施业务和数据的管理和应用。管道数据为系统平台和体系文件提供信息源。

基于管道完整性管理理念，针对顶层架构五个环节中的单元识别、风险评价等关键环节进行了创新性的优化，通过体系文件对业务进行规范，并在系统平台中体现业务的判定和程序，使业务优化的结果固化于体系文件和系统平台中，其中各项业务的创新点包括：

①管道保护：对巡查事件和第三方施工进行分级管理，以合理分配管理资源；

②腐蚀防护：随着城市的建设，杂散电流对管道的影响日趋严重，因此，开展杂散电流监测和排流措施研究；

③本体缺陷管理：实施管道内检测，基于风险管理对管道本体缺陷进行分类和分级管理；

④灾害防治：对城市燃气管道地质灾害敏感区进行调查，基于调查结果选出严重的地质灾害影响点实施监控；

⑤维修维护：结合管网事故的危害程度和管理风险难度，以及处理的紧迫性，提出了管网抢险事件、维修事件和维护事件的定义和定量标准；

⑥应急管理：在健全应急资料库管理和应急预案体系建设的基础上，实现了应急信息发布、应急资源的调配、应急响应联动处理的统一。

完整性管理体系是指针对完整性管理的计划、实施、效能、评审、培训、持续改进等内容，建立一套具有规范性、强制性和科学性的可执行、可操作和可遵循的管理技术文件。完整性管理体系所包含的规程和程序应当覆盖完整性管理的要素和管理运营的具体要求，并符合法规。深圳市完整性管理体系是企业安全管理体系的一部分，分为三个层级：总则、程序控制文件和作业规范文件。其中，总则是完整性管理体系的纲领性文件，概括性地阐述了深圳燃气管道完整性管理的目标、内容和要求；程序控制文件是遵照总则进行管道完整性管理的具体运作程序，规定了具体的管理程序和控制要求；作业规范文件是程序文件的补充和支持，明确了程序控制文件中某项工作的实施和操作方法，并明确了具体标准。由此三级文件确定了深圳燃气完整性管理的要素和管理工作。

管道数据是风险评价的基础，也是管道完整性管理系统的支撑之一。为保障管道完整性数据管理的先进性、可扩展性，结合深圳燃气现有的数据情况，综合比较国际先进数据模型的优越性，吸收和借鉴了美国ArcGIS管线数据模型(ArcGIS Pipeline Data Model，简称APDM)和管线开放数据标准(Pipeline Open Database Standard，简称PODS)等管道数据模型的设计理念、思路和方法，设计了包含逻辑和物理结构的深圳燃气管道数据模型(ShenZhen Gas Pipeline Data Model，简称SZPDM)，并形成了相应的管道数据字典和模板。

管道基础设施数据是管道数据的重要组成部分，其准确性及完整程度直接影响分析与评价结果，进而影响维护措施和完整性管理方案的制订及其效果^[3]。基础设施数据的采集工作涉及到管道建设期和运行期，深圳燃气基于企业标准《建设期高压管道及场站(含阀室)数据采集管理规定》及建设期数据采集系统中录入的35个数据表^[4]，从风险管理和历史追溯两个方面出发，综合企业投入产出比，提出基础设施数据表的标准，参照此标准开展建设期和运行期数据补充采集工作。

以风险分析为基础的完整性管理，需要大量的资料、文档、数据，这些信息的获取，通过传统的方法满足不了管理的需求，建立信息系统作为管理的手段是非常重要的，是提升企业管理水平的重要途径^[5]。深圳燃气管道完整性管理平台以统一的管道专业数据库和基础地理数据库为信息源，以企业安全生产相关标准规范体系为政策支撑，采用先进的面向服务的体系架构(Service-oriented Architecture，简称SOA)和Java2平台企业级开发框架(Java 2 Platform Enterprise Edition，简称J2EE)为技术保障，基于流程、用户、权限管理等基础应用模块，达成管道完整性管理业务所需的各项功能应用，并能够与企业的其他信息系统形成良好的集成和共享。

系统的总体构架由五个层级(基础支撑层、应用支撑层、业务运营层、决策分析层、战略目标层)、三个支持管理体系(业务管理体系、信息安全管理体系、IT管控体系)构成，通过构建面向各层级用户、各业务领域的管道完整性专业系统，将完整性管理的方法、流程、技术固化和落实到IT系统中，从而为管道运行的业务部门提供数据、功能的支持，实现管道的风险预控和事故受控的目标。

城市燃气管道运行管理企业在实施完整性管理时也存在一些实际困难，可以采取一些办法予以解决。

①利用自身力量在建设期竣工资料基础上对部分数据进行收集、采集并梳理；

借助外部专业单位采集数据，如委托具有专业测绘资质单位进行现场探测；

采用内检测结果校正管道路由数据，补充管道焊缝、附件数据和三通等特征点位置数据。

②城市燃气管道基本处于四级地区，应结合城市燃气管道的特点，进行管段单元的划分，对管段发生不同类型失效的可能性进行识别，并采取响应措施，响应措施包括安全评价、巡查措施、腐蚀防护等。对于不同类型失效可能性的识别方法还需进一步探讨。

③城市燃气管道目前主要依据国家质量监督检验检疫总局颁布的TSG D7004—2010《压力管道定期检验规则一公用管道》等规范的技术标准、周期等实施内、外检测，在开展基于风险分析的管道完整性管理时，如何在规范要求的基础上有机地结合风险评价的结果，来确定检测工作的重点范围与周期，还有待于进一步探讨和实践。

④管道完整性管理系统作为一个管道信息化管理平台，与企业的企业资源计划系统(Enterprise Resource Planning，简称ERP)、地理信息系统、预警系统、智能巡查系统以及阴保数据远传系统等均将产生业务关联和集成需求，因此，在系统建设过程中需要考虑与现有及未来系统的接口，并使之能彼此协调工作，资源达到充分共享，发挥整体效益。

 

[1]杨玉峰，周利剑，张海健，等．美国城市燃气输配管道完整性管理研究[J]．煤气与热力，2013，33(6)：B37-B41．

[2]刘艳华，姚安林．完整性管理在城市燃气管网上的应用[J]．管道技术与设备，2009(4)：10-12．

[3]王晓霖，帅健，左尚志．长输管道完整性数据管理及数据库的建立[J]．油气田地面工程，2008，27(11)：45-47．

[4]陈飞．深圳市燃气管道的完整性数据采集研究[J]．煤气与热力，2012，32(5)：B26-B28．

[5]董绍华．管道完整性技术与管理[M]．北京：中国石化出版社，2007：212．