一种输油管道首次清管风险确定方法与流程

本发明涉及输油管道管理领域，特别涉及一种基于层次分析法与模糊综合评价法的输油管道首次清管风险确定方法。

背景技术：

1、清管对于输油管道是一项重要的日常工作。常规清管可以输油管道维持初始设计输送能力，同时清理管道杂质，净化内腐蚀环境，特殊清管还可以满足管道后期内检测需要。

2、输油管道工况复杂、数量多、体量大，《中国石油天然气股份有限公司油气田管道和站场完整性管理规定》中对于集输管道建设期和运维期管理策略中已明确管道智能内检测为优先的检测评价方法，是降低集输管道泄漏率和维护费用保护系统完整性的重要手段，而管道具备清管条件、能够顺利实施首次清管进而实现周期性清管是上述工作的前提。但是输油管道清管作业面临着清管器未发出、管道泄漏、蜡堵、清管器卡堵、停滞、跟踪失败、人员伤害、环境污染等诸多风险，尤其是对于首次清管的输油管道，由于对管道结构状况不明和内部环境不清，更增大了首次清管作业的不确定性和各类事故发生的可能性。因此，针对首次清管的输油管道，如何建立首次清管风险评价指标，明确首次清管的风险程度，针对性的制定安全保障措施，对于确保输油管道安全平稳运行至关重要。

3、经过多年的发展，针对输油管道周期性清管作业，国内油气行业已开发出了各类的清管器与定位跟踪技术，制定了清管方案与清管流程，并编制了相关的体系文件，取得了一定成果。

4、然而，输油管道存在管道类型多样、介质工况复杂、建设时间跨度大、历史资料不全、承压能力与泵压不一致等问题，现有的清管规范、标准及清管作业流程较简单，尤其在首次清管作业风险识别上无法给予足够的指导，导致首次清管作业时清管器串漏、卡堵及未发出、未收回等问题时常发生。由于缺少集输管道首次清管风险评价环节，清管器卡堵后，导致无法及时定位卡堵位置，在一定程度上影响了输油管道生产效率与生产安全。

技术实现思路

1、本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种输油管道首次清管风险确定方法，包括：

2、根据清管风险影响因素构建清管风险层次结构模型；

3、根据所述清管风险层次结构模型构建若干组判断矩阵；

4、根据每组判断矩阵与所有判断矩阵组的相似度与/或差异度计算该组判断矩阵的可信度，确定所述清管风险层次结构模型中每个清管风险评估指标基于每组判断矩阵的可信度的权向量；

5、构建清管风险等级模糊综合评价集；

6、确定每个清管风险评估指标对所述清管风险等级模糊综合评价集基于每组判断矩阵的可信度的隶属度；

7、根据清管风险评估指标的权向量与隶属度确定清管风险。

8、优选的，在根据清管风险影响因素构建清管风险层次结构模型时，采用的清管风险评估指标体系由若干个一级清管风险影响因素指标与每个一级清管风险影响因素指标下的若干个二级清管风险影响因素指标构成。

9、优选的，所述清管风险层次结构模型的目标层为清管风险程度，准则层为所述清管风险评估指标体系，方案层为待清理的目标管道。

10、优选的，所述若干组判断矩阵中的每组判断矩阵用于独立或综合确定输油管道清管风险。

11、优选的，根据每组判断矩阵与所有判断矩阵组的相似度差异度计算该组判断矩阵的可信度，包括：

12、在所述若干组判断矩阵中任选一组判断矩阵作为目标判断矩阵组，并将所述若干组判断矩阵中包括所述目标判断矩阵组在内的所有判断矩阵组作为对照判断矩阵组；

13、在所述目标判断矩阵组中任选一个判断矩阵作为目标矩阵；

14、基于矩阵相似度计算公式，计算所述目标矩阵与所述若干个对照判断矩阵组中的对应判断矩阵的矩阵相似度之和，并将所述矩阵相似度之和作为所述目标判断矩阵组与所述若干个对照判断矩阵组关于所述目标矩阵的相似度；

15、计算目标矩阵中的每个矩阵元素与所述若干个对照判断矩阵组中的对应矩阵元素均值的差值之和，作为所述目标判断矩阵组与所述若干个对照判断矩阵组关于所述目标矩阵的差异度；

16、重复以上方法，计算所述目标判断矩阵组与所述若干组判断矩阵关于每个判断矩阵的相似度并取平均，得到所述目标判断矩阵组与所述若干组判断矩阵的平均相似度；计算所述目标判断矩阵组与所述若干组判断矩阵关于每个判断矩阵的差异度并取平均，得到所述目标判断矩阵组与所述若干组判断矩阵的平均差异度；

17、根据所述平均相似度与所述平均差异度，计算所述目标判断矩阵组与所述若干个对照判断矩阵组的可信度。

18、优选的，在根据所述平均相似度与所述平均差异度计算所述目标判断矩阵组与所述若干个对照判断矩阵组的可信度之前，对每个判断矩阵组的平均相似度与平均差异度进行修正，包括：将每个判断矩阵组的平均相似度与所有判断矩阵组的平均相似度总值的比值作为该判断矩阵组修正后的平均相似度；将每个判断矩阵组的平均差异度与所有判断矩阵组的平均差异度总值的比值作为该判断矩阵组修正后的平均差异度。

19、优选的，在根据每组判断矩阵与所有判断矩阵组的相似度与差异度计算该组判断矩阵的可信度时，采用的可信度计算公式，包括：

20、

21、其中，αk表示修正后的第k组判断矩阵可信度；εk表示修正后的第k组判断矩阵的平均相似度；δk表示修正后的第k组判断矩阵的平均差异度；i＝1，2，3......n；k＝1，2，3......n；n表示所述若干个判断矩阵组中的矩阵判断组的组数。

22、优选的，所述的矩阵相似度计算公式，包括：

23、

24、其中，η表示待比较相似度的第一矩阵与第二矩阵的矩阵相似度；xi为第一矩阵的列向量；yi为第二矩阵的列向量；i＝1，2，3......s；s为第一矩阵的列向量的个数。

25、优选的，所述的清管风险等级模糊综合评价集对应的集合元素包括：高清管风险、较高清管风险、中清管风险及低清管风险。

26、优选的，确定所述清管风险层次结构模型中每个清管风险评估指标基于每组判断矩阵的可信度的权向量，包括：

27、根据权向量计算方法，计算所述若干个判断矩阵组中的每个判断矩阵对应的清管风险评估指标的权向量；

28、将判断矩阵组的可信度作为对应权向量的权重，分别对每个判断矩阵的权向量进行加权求和，得到所述的每个清管风险评估指标基于每组判断矩阵的可信度的权向量。

29、优选的，在计算所述若干个判断矩阵组中的每个判断矩阵对应的清管风险评估指标的权向量后，还包括：对每个判断矩阵进行一致性检验，不通过一致性检验的判断矩阵组的权向量不参与加权求和。

30、优选的，基于每组判断矩阵的可信度确定每个清管风险评估指标对所述清管风险等级模糊综合评价集的隶属度，包括：

31、将判断矩阵组的可信度作为对应隶属度的权重；

32、分别对每个判断矩阵组对应的每个隶属度进行加权求和，得到所述的每个清管风险评估指标对所述清管风险等级模糊综合评价集基于每组判断矩阵的可信度的隶属度。

33、优选的，根据清管风险评估指标的权向量与隶属度确定清管风险，包括：

34、根据清管风险评估指标的隶属度建立隶属度矩阵；

35、根据清管风险评估指标的权向量与隶属度矩阵计算得到模糊综合评价结果，并结合最大隶属度原则得到清管风险。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

37、本发明将层次分析法和模糊综合评价法结合起来，充分利用清管风险主控因素，建立首次清管风险评价指标和体系，同时利用层次分析法确定指标权重，再利用模糊综合评价法确定各指标隶属度，最终评估输油管道首次清管风险程度，实现快速便捷的清管风险预测，既避免了目标管道选取的盲目性和随机性，又降低了因清管故障导致维修维护工作量和资金投入，同时提高了工作量效率，无需第三方开展室内测试分析工作，对于提高输油管道首次清管风险评价的针对性和输油管道完整性管理水平至关重要。

38、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

39、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。