GIS技术在长输油气管道风险分析与决策中的应用刘瑞凯，吴明（辽宁石油化工大学石油与天然气工程学院113001）摘要：介绍了GIS技术在长输油气管道风险分析中的优势，分析了长输油气管道风险分析与决策系统的构架以及数据库的应用，介绍了GIS技术目前在长输管道风险分析与决策中的应用现状，指出GIS技术在油气管道风险分析中的应用前景。关键词：风险决策；GIS；长输管道由于长输油气管道所经过地区多，地质条件复杂多变，因而油气管道的风险问题始终是油气管道公司和社会关注的焦点。一旦油气管道运行期间存在第三方破坏、腐蚀穿孔、自然灾害、误操作等任何一种影响因素都可能引发严重的管道泄露或者爆炸事故，不但将会影响环境，造成财产损失，还将增加企业运营成本[1]。基于GIS技术的油气管道风险分析是解决油气管道风险决策问题的有效方式。基于GIS技术的油气管道风险分析与决策系统可以对长输油气管道风险状况进行动态分析并且能够预警长输管道各区域的危险程度和事故类型，为长输管道下一步的检修计划安排以及管道的安全管理提供了依据。1GIS在油气管道风险分析中的优势GIS技术作为一种可视化、交互式的决策支持平台，应用于长距离油气管道风险分析与决策中有其独特的优势。首先，GIS软件所构建的三维数字立体管道模型适合长输管道。长距离油气管道具有覆盖面较广，地形较为复杂，所涉及到安全运营数据信息量巨大的特点，这些特点能充分发挥GIS空间分析和空间数据库管理功能在处理具有空间属性问题上的优势。在长输油气管道风险管理过程中，应用GIS技术可以将海量资料存储到GIS数据库[2]，提高管理效率和精度，方便管道风险数据快速更新。其次，在长输油气管道运营阶段，管理人员可以通过GIS数据库所提供的动态更新的管道信息，实现对管道的运行检修、安全情况的动态观测，掌握管道运营的瞬时状况。一旦长输油气管道出现异常情况，可实现精确快速的局部定位，调用相关信息进行分析，及时为决策者提供准确可靠的数据[3]，以便制定维修方案，保证设备正常运行。2GIS风险分析与决策支持系统的构架用c++语言开发基于GIS技术的风险分析与决策系统，通过长输管道空间信息数据库[4]和模型分析数据库的动态链接实现对管道数据的实时检索和查询。为满足当前需求系统设计模块可以分为以下几部分。GIS风险分析与决策支持系统模糊风险分析三维断面图空间模型分析最优化维护决策支持信息和模型数据库数据输入图1GIS整体构架图由于规范化和标准化的推广，不同系统之间的数据共享和交换性加强，这样提高了数据的可用性，增加了数据的潜在价值。GIS风险分析与决策系统可以从已建成的长输管道信息系统数据库中获得相应的数据。由于数据来源众多，因而设计数据库时要考虑各种因素，保证数据库的性能[5]。其构架结构如下：数字栅格地图数据库地形要素数据库空间数据库专题数据库模型数据库图2数据库的整体构架其中专题数据库就是对空间数据信息分析之后得到的各种符号图形集合[6-7]，例如基于GIS技术的风险等级区划，我们可以得到各种风险等级的符号，风险概率范围专题图形。模型数据库存放包括风险概率模型，基于GIS技术和模糊综合评价的管道风险分析层次模型，三维管道空间数据分析模型等。3GIS目前在长输管道风险分析与决策中的应用现状利用GIS技术可以得到长输油气管道在不同区域的栅格图像,经转换变成矢量数据后存入GIS数据库[8]。利用专业GIS软件二次开发的风险分析与决策支持系统作出各个因素引起的管道的风险概率图像并输出,再利用GIS系统的叠加分析和空间分析功能,叠加各危险因素可以得到直观的风险概率模型。结合风险概率模型生成相应的决策。目前，基于GIS技术的软件开发并不成熟，因而在国内的应用比较少，我国在西气东输管道工程、兰成渝管道工程、忠武管道工程及陕京输气管道上均应用GIS进行选线工作[9-10]，部分城市的燃气管网风险评价中也应用了GIS技术。目前，美国、加拿大等国家在该项技术上较为成熟，加拿大的油气管道公司将故障树分析软件NOLAN与GIS结合对所有管段进行动态分析，反复查找潜在的管道风险因素，提高了故障树分析预测策准确性[11-13]。美国科洛尼尔管道公司将风险指标评价模型与GIS系统相结合对其所运营管理的成品油管道系统进行风险分析，使数据实时更新，从而确保评价结果的准确性,帮助操作人员确认管道的高风险区和管道事故对环境及公众安全造成的风险。EnronTransportationServices公司也利用GIS技术建立了管道应急响应系统，根据降低风险的程度与成本效益制定经济有效的管道系统维护方案。4GIS在管道风险分析中的应用前景随着GIS技术的完善，在长输油气管道风险分析方面的应用方向可以表