一種石油天然氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法
【專利摘要】一種石油天然氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，該方法包括如下步驟：(1)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取管道工藝數(shù)據(jù)；(2)用符號(hào)表達(dá)工藝過(guò)程和報(bào)警變量，建立報(bào)警樹(shù)狀圖并找到關(guān)鍵報(bào)警；(3)根據(jù)工藝條件計(jì)算單個(gè)報(bào)警的工藝時(shí)間；(4)根據(jù)工藝時(shí)間評(píng)估報(bào)警響應(yīng)時(shí)間，確定對(duì)應(yīng)的MTTR因子；(5)分別評(píng)估單個(gè)報(bào)警的各項(xiàng)后果嚴(yán)重度，確定其對(duì)應(yīng)權(quán)重；(6)計(jì)算初始優(yōu)先級(jí)分值，以步驟(2)中的關(guān)鍵報(bào)警為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之前的初始分值依次加5分，節(jié)點(diǎn)之后的初始分值依次減5分，得到最終分值；(7)確定報(bào)警優(yōu)先級(jí)等級(jí)及其顯示、處理方式，并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明針對(duì)管道報(bào)警系統(tǒng)中的報(bào)警形成一種多維優(yōu)先級(jí)評(píng)分方法，提供更精確實(shí)用的優(yōu)先級(jí)劃分。
【專利說(shuō)明】一種石油天然氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警優(yōu)先級(jí)評(píng)定方法，特別涉及石油天然氣管道行 業(yè)報(bào)警優(yōu)先級(jí)的多維定級(jí)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 管道作為一種重要的油氣運(yùn)輸方式，具有距離長(zhǎng)、范圍廣、生產(chǎn)指揮難度大等特 點(diǎn)，為保證管道安全平穩(wěn)運(yùn)行，必須對(duì)管道運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，出現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警。然而， 若短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大量報(bào)警會(huì)導(dǎo)致控制員無(wú)法辨識(shí)根本的報(bào)警原因，錯(cuò)過(guò)阻止事故發(fā)生的時(shí) 機(jī)。報(bào)警優(yōu)先級(jí)是一個(gè)幫助控制員區(qū)分報(bào)警重要性的參數(shù)，但是現(xiàn)存的優(yōu)先級(jí)定級(jí)方法比 較粗糙，在響應(yīng)時(shí)間、后果嚴(yán)重度以及工藝關(guān)聯(lián)上還有很大的改進(jìn)空間。因此，采取一種多 維的報(bào)警優(yōu)先級(jí)評(píng)定方法對(duì)提高報(bào)警系統(tǒng)性能，最大限度降低事故影響具有重要意義。
[0003] 國(guó)外對(duì)報(bào)警管理的研宄比較早，涉及到報(bào)警優(yōu)先級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)有EEMUA-191《報(bào)警系 統(tǒng)：一個(gè)對(duì)設(shè)計(jì)、管理和采購(gòu)的指導(dǎo)》、ISA-18. 2《過(guò)程工業(yè)的報(bào)警管理系統(tǒng)》和單獨(dú)針對(duì)管 道行業(yè)的API-1167《管道SCADA系統(tǒng)報(bào)警管理》。API-1167中提出一種優(yōu)先級(jí)決策矩陣，把 響應(yīng)時(shí)間分為4等、后果嚴(yán)重度分為3等，對(duì)應(yīng)著三個(gè)優(yōu)先級(jí)，是現(xiàn)行優(yōu)先級(jí)定級(jí)方法的基 礎(chǔ)。EXIDA公司開(kāi)發(fā)的報(bào)警合理化工具SILAlarm提供了四種優(yōu)先級(jí)定級(jí)依據(jù)：嚴(yán)重度矩陣、 量化后果總和、最嚴(yán)重后果、根據(jù)緊急情況修正的嚴(yán)重度總和，其中嚴(yán)重度矩陣在API-1167 的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)響應(yīng)時(shí)間量化指標(biāo)--平均響應(yīng)時(shí)間因子（Mean Time To Respond， MTTR)，并把后果分類量化，從而通過(guò)一個(gè)分值來(lái)確定優(yōu)先級(jí)。該方法現(xiàn)在較為流行，但其定 級(jí)過(guò)程相對(duì)獨(dú)立，未考慮大型集控系統(tǒng)中多報(bào)警之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使優(yōu)先級(jí)在報(bào)警泛濫時(shí) 失去效用。
[0004] 國(guó)內(nèi)對(duì)報(bào)警管理方面的研宄起步較晚，但近年來(lái)已取得長(zhǎng)足進(jìn)展，但主要集中在 減少報(bào)警數(shù)量、合理設(shè)置報(bào)警閾值方面，對(duì)報(bào)警優(yōu)先級(jí)評(píng)定方法的研宄也停留在風(fēng)險(xiǎn)矩陣 的層面。大型管道公司雖然裝配SCADA系統(tǒng)，但其報(bào)警功能仍然薄弱，作為一個(gè)被長(zhǎng)期忽視 的保護(hù)層，報(bào)警管理在管道行業(yè)已經(jīng)引起重視。因此，引入關(guān)聯(lián)關(guān)系分析的報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維 評(píng)定方法研宄具有積極意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一套針對(duì)管道行業(yè)報(bào)警系統(tǒng)中的報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方 法，相比現(xiàn)有的響應(yīng)時(shí)間VS后果嚴(yán)重度的兩維定級(jí)方法，考慮到多報(bào)警間在工藝上的因果 聯(lián)系，形成一種多維的優(yōu)先級(jí)評(píng)分方法，提供更細(xì)致的優(yōu)先級(jí)劃分，從而強(qiáng)化管道報(bào)警系統(tǒng) 性能。
[0006] 為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提出了一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，該方 法包括如下步驟：
[0007] (1)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取管道站場(chǎng)分布、報(bào)警數(shù)據(jù)及其工藝過(guò)程；
[0008] (2)把工藝過(guò)程和報(bào)警變量用符號(hào)表達(dá)，建立報(bào)警樹(shù)狀圖并找到關(guān)鍵報(bào)警，具體步 驟如下：
[0009] (a)確定系統(tǒng)范圍，包括報(bào)警泛濫的時(shí)間域和工藝域；
[0010] (b)確定首發(fā)報(bào)警，此報(bào)警不一定是關(guān)鍵報(bào)警，但報(bào)警泛濫中的大部分報(bào)警都因之 而起；
[0011] (C)根據(jù)報(bào)警樹(shù)模型的四種關(guān)聯(lián)關(guān)系分析各報(bào)警之間的關(guān)系；
[0012] (d)編制報(bào)警樹(shù)，把前面的分析結(jié)果通過(guò)樹(shù)狀圖綜合聯(lián)絡(luò)，構(gòu)成報(bào)警樹(shù)模型；
[0013] (e)選取樹(shù)狀圖上交叉最多的節(jié)點(diǎn)為關(guān)鍵報(bào)警。
[0014] (3)根據(jù)報(bào)警參數(shù)及工藝條件計(jì)算單個(gè)報(bào)警的工藝時(shí)間；
[0015] (4)根據(jù)工藝時(shí)間評(píng)估報(bào)警響應(yīng)時(shí)間，確定對(duì)應(yīng)的MTTR因子；
[0016] (5)分別評(píng)估單個(gè)報(bào)警的各項(xiàng)后果嚴(yán)重度，確定其對(duì)應(yīng)權(quán)重；
[0017] (6)根據(jù)步驟（4)、（5)中的量化結(jié)果計(jì)算初始優(yōu)先級(jí)分值，以步驟（2)中的關(guān)鍵 報(bào)警為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之前的初始分值依次加5分，節(jié)點(diǎn)之后的初始分值依次減5分，得到最終 分值；
[0018] (7)查表確定報(bào)警優(yōu)先級(jí)等級(jí)和其相應(yīng)的顯示、處理方式，并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0019] 上述的報(bào)警樹(shù)模型的四種關(guān)聯(lián)關(guān)系分別為：直線型、組合型、支鏈型和緊密型，詳 情見(jiàn)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】2。
[0020] 上述的報(bào)警響應(yīng)等級(jí)根據(jù)最大響應(yīng)時(shí)間劃分為緩存、正常、緊急、急促四級(jí)，及其 相應(yīng)的MTTR因子詳情見(jiàn)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】5。
[0021] 上述的后果嚴(yán)重度分人員安全、設(shè)備損失、公共影響、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)損失、停工期 六種，危害等級(jí)從I - V五個(gè)階梯，定級(jí)附有建議標(biāo)準(zhǔn)，詳情見(jiàn)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】6。
[0022] 上述的優(yōu)先級(jí)分值計(jì)算公式為：
[0023] 優(yōu)先級(jí)分值=(MTTR因子）* Σ (后果權(quán)重）±5*n ; (1)
[0024] 式中MTTR因子為平均響應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)的影響因子，后果權(quán)重取自可能后果的危害 等級(jí)，η為該報(bào)警距關(guān)鍵報(bào)警的節(jié)點(diǎn)數(shù)。公式中的三個(gè)要素反映了響應(yīng)時(shí)間、后果嚴(yán)重度、 關(guān)聯(lián)關(guān)系對(duì)報(bào)警優(yōu)先級(jí)設(shè)定的影響程度。優(yōu)先級(jí)按照API-1167的建議分布分成五級(jí)，具體 分值劃分及處理建議見(jiàn)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】5。
[0025] 本發(fā)明的增益效果是：本發(fā)明針對(duì)管道行業(yè)的報(bào)警優(yōu)先級(jí)進(jìn)行多維評(píng)定，以使優(yōu) 先級(jí)更能表達(dá)報(bào)警情形的緊急梯隊(duì)，保證報(bào)警系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有的保護(hù)作用。優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定 綜合考慮響應(yīng)時(shí)間、后果嚴(yán)重度和報(bào)警間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提高優(yōu)先級(jí)準(zhǔn)確性，在發(fā)生報(bào)警泛濫 時(shí)，幫助控制員分析異常原因，為提高響應(yīng)速度、減緩事故后果提供技術(shù)支持。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法流程圖；
[0027] 圖2是報(bào)警樹(shù)模型的四種關(guān)聯(lián)關(guān)系圖；
[0028] 圖3是報(bào)警樹(shù)模型分析流程圖；
[0029] 圖4是管道超壓壓力報(bào)警樹(shù)狀圖；
[0030] 圖5是報(bào)警響應(yīng)時(shí)間與對(duì)應(yīng)響應(yīng)等級(jí)和MTTR因子表；
[0031] 圖6是后果嚴(yán)重度分類評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)及其權(quán)重表；
[0032] 圖7是報(bào)警優(yōu)先級(jí)等級(jí)劃分及建議分布表；

【具體實(shí)施方式】
[0033] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0034] (1)圖1是實(shí)施本方法的步驟流程圖。實(shí)施例針對(duì)某輸油管道超壓（截?cái)嚅y誤關(guān) 閉）報(bào)警優(yōu)先級(jí)進(jìn)行多維評(píng)定，首先訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得管道、輸送油品及站場(chǎng)參數(shù)，見(jiàn)表1
[0035] 表1管道、輸送油品及站場(chǎng)參數(shù)
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，其特征包括如下步驟： (1) 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取管道站場(chǎng)分布、報(bào)警數(shù)據(jù)及其工藝過(guò)程； (2) 把工藝過(guò)程和報(bào)警變量用符號(hào)表達(dá)，建立報(bào)警樹(shù)狀圖并找到關(guān)鍵報(bào)警，具體步驟如 下： (a) 確定系統(tǒng)范圍，包括報(bào)警泛濫的時(shí)間域和工藝域； (b) 確定首發(fā)報(bào)警，此報(bào)警不一定是關(guān)鍵報(bào)警，但報(bào)警泛濫中的大部分報(bào)警都因之而 起； (c) 根據(jù)報(bào)警樹(shù)模型的四種關(guān)聯(lián)關(guān)系分析各報(bào)警之間的關(guān)系； (d) 編制報(bào)警樹(shù)，把前面的分析結(jié)果通過(guò)樹(shù)狀圖綜合聯(lián)絡(luò)，構(gòu)成報(bào)警樹(shù)模型； (e) 選取樹(shù)狀圖上交叉最多的節(jié)點(diǎn)為關(guān)鍵報(bào)警。 (3) 根據(jù)報(bào)警參數(shù)及工藝條件計(jì)算單個(gè)報(bào)警的工藝時(shí)間； (4) 根據(jù)工藝時(shí)間評(píng)估報(bào)警響應(yīng)時(shí)間，確定對(duì)應(yīng)的MTTR因子； (5) 分別評(píng)估單個(gè)報(bào)警的各項(xiàng)后果嚴(yán)重度，確定其對(duì)應(yīng)權(quán)重； (6) 根據(jù)步驟（4)、（5)中的量化結(jié)果計(jì)算初始優(yōu)先級(jí)分值，以步驟（2)中的關(guān)鍵報(bào)警為 節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之前的初始分值依次加5分，節(jié)點(diǎn)之后的初始分值依次減5分，得到最終分值； (7) 查表確定報(bào)警優(yōu)先級(jí)等級(jí)和其相應(yīng)的顯示、處理方式，并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，其特征在于，所述 步驟（2)中，對(duì)報(bào)警樹(shù)模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系分為如下4類： (a) 直線型：是指報(bào)警間的因果關(guān)系為一因一果； (b) 組合型：是指報(bào)警間的因果關(guān)系為多因一果； (c) 支鏈型：是指報(bào)警間的因果關(guān)系為一因多果； (d) 緊密型：是指報(bào)警間的因果關(guān)系為互為因果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，其特征在于，所述 步驟（2)中，關(guān)鍵報(bào)警的選取標(biāo)準(zhǔn)為： (a) -般情形下，除首發(fā)報(bào)警外，樹(shù)狀圖上交叉最多的節(jié)點(diǎn)為關(guān)鍵報(bào)警； (b) 特殊情形下，直接以首發(fā)報(bào)警為關(guān)鍵報(bào)警，特殊情形包括： ① 首發(fā)報(bào)警的后果嚴(yán)重度達(dá)到觸發(fā)緊急停車系統(tǒng)； ② 首發(fā)報(bào)警對(duì)不同性質(zhì)（壓力之于溫度、液位）的其他報(bào)警樹(shù)模型的影響超過(guò)其他報(bào) 警； ③ 首發(fā)報(bào)警處于外界系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，其特征在于，所述 步驟（3)(4)中，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間應(yīng)包括以下過(guò)程：工藝信號(hào)產(chǎn)生報(bào)警、信號(hào)延遲、操作員確認(rèn) 報(bào)警、確認(rèn)延遲、操作員響應(yīng)及延遲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，其特征在于，所述 步驟⑷中，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間與MTTR因子的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：響應(yīng)時(shí)間大于30分鐘的MTTR因子 取值為0. 64,15-30分鐘的取值為0. 8, 5-15分鐘的取值為1，小于5分鐘的取值為1. 2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，其特征在于，所述 步驟（5)中，報(bào)警的后果嚴(yán)重度包括人員安全、設(shè)備損失、公共影響、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)損失、 停工期六種，危害等級(jí)分為I _ V五個(gè)階梯，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照油氣管道事故后果等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道報(bào)警優(yōu)先級(jí)多維評(píng)定方法，其特征在于，所述 步驟（6)中，以報(bào)警響應(yīng)時(shí)間和后果嚴(yán)重度為基礎(chǔ)得到初始分值，以報(bào)警樹(shù)狀圖上關(guān)鍵報(bào) 警為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之前的初始分值依次加5分，節(jié)點(diǎn)之后的初始分值依次減5分，得到最終分 值，即優(yōu)先級(jí)分值=(MTTR因子）*E (后果權(quán)重）±5*n，其中，n為該報(bào)警距關(guān)鍵報(bào)警的節(jié) 點(diǎn)數(shù)。
【文檔編號(hào)】F17D5/02GK104456092SQ201410723153
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)