馮慶善

中國石油管道分公司

【摘要】隨著管道管理技術(shù)的進(jìn)步和信息科技的發(fā)展，管道管理逐步邁入大數(shù)據(jù)時(shí)代，管道大數(shù)據(jù)的形成將從本質(zhì)上改變對(duì)管道的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知和管理模式，使管道安全管理投入更有針對(duì)性。雖然當(dāng)前基于大數(shù)據(jù)可以基本實(shí)現(xiàn)管道本體缺陷的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和管理變革，但如何挖掘和利用好大數(shù)據(jù)，提升第三方損傷、打孔盜油及地質(zhì)災(zāi)害等風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和管理水平還有待進(jìn)一步探索。解決好限制管道大數(shù)據(jù)發(fā)展和應(yīng)用的各種因素也是需要思考的問題。

【關(guān)鍵詞】管道 大數(shù)據(jù) 風(fēng)險(xiǎn) 占率

1 前言

管道安全及經(jīng)濟(jì)性是管道管理的核心。在不同的環(huán)境和技術(shù)基礎(chǔ)條件下，方式與方法不同，技術(shù)需求也隨之變化。傳統(tǒng)管理者習(xí)慣于在無法全面、系統(tǒng)知曉管道本體狀態(tài)和周邊環(huán)境因素的條件下，期望借鑒對(duì)管道的一般認(rèn)知、積累的有限經(jīng)驗(yàn)和被評(píng)估管道的有限數(shù)據(jù)，類比測算出管道可能存在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)因素和位置，以相對(duì)明晰管道可能存在的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。這種模式經(jīng)過幾十年的發(fā)展， 形成了較為成熟的技術(shù)，應(yīng)用效果也頗為顯著[1] [2][3]。很多專家在此方面不斷修正評(píng)估模型和算法，使得在有限認(rèn)知條件下對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的準(zhǔn)確性得到持續(xù)提高[4]。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，管體的部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)非常系統(tǒng)和全面，形成了能夠?qū)�管體部分風(fēng)險(xiǎn)因素近乎全面認(rèn)知的大數(shù)據(jù)，使得對(duì)管道本身風(fēng)險(xiǎn)從“黑箱”識(shí)別評(píng)估轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴该鳌钡娜�面掌握。雖然對(duì)數(shù)據(jù)存在一定的置信度等問題，但足以改變對(duì)管道安全狀態(tài)的判定，而不是傳統(tǒng)意義的評(píng)定。對(duì)此，作者相關(guān)論文對(duì)大數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估認(rèn)知等進(jìn)行了論述[5]，但對(duì)于如何利用大數(shù)據(jù)來識(shí)別第三方損傷、打孔盜油及地質(zhì)災(zāi)害等管道環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)卻探討甚少。為此作者就國外利用大數(shù)據(jù)防范恐怖襲擊等做法來探討如何應(yīng)對(duì)管道環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，保證本質(zhì)安全水平，以期引起相關(guān)專家的注意并討論。

2 大數(shù)據(jù)對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理的相關(guān)分析

大數(shù)據(jù)正在促使管理理念發(fā)生變革，傳統(tǒng)的管理理念和方式將在變革中遭遇沖擊。大數(shù)據(jù)的魅力在于它能夠讓企業(yè)在無邊界的數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)提升管理和效益的機(jī)遇。比如，基于本體內(nèi)外檢測等形成的大數(shù)據(jù)很容易判定本體缺陷的狀態(tài)，從而將管道本體風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)楸倔w狀態(tài)的判定，這是管道本體數(shù)據(jù)所體現(xiàn)出來的價(jià)值。然而，對(duì)于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，如果能夠基于大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)從風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估到狀態(tài)判定的轉(zhuǎn)變，將極大地減少運(yùn)行成本和事故，提升本質(zhì)安全。

由于當(dāng)前處于基于社交媒體和數(shù)字化記憶的大數(shù)據(jù)時(shí)代，亞馬遜能夠監(jiān)視人們的購物習(xí)慣，谷歌監(jiān)視網(wǎng)民的網(wǎng)頁瀏覽習(xí)慣，微博似乎什么都知道，包括我們的社交關(guān)系網(wǎng)，使得人們不僅擔(dān)心無處不在的“第三只眼”，而且擔(dān)心隱私被二次利用。維克托•邁爾-舍恩伯格和肯尼思•庫克耶在《大數(shù)據(jù)時(shí)代》[6]以及吳軍在《數(shù)學(xué)之美》[7]中論述了大數(shù)據(jù)如何通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、識(shí)別而實(shí)現(xiàn)對(duì)隱私或習(xí)慣的“了解”。

作者在《“樹生”事故致因理論模型》一文中[8]，提出應(yīng)該在具備大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，用“樹生”事故分析模型分析事故，風(fēng)險(xiǎn)分析從內(nèi)因分析出發(fā)，確定缺失因素量對(duì)失效因素量的“占率”是核心思想。換言之，在管道的全生命周期中，當(dāng)某一點(diǎn)已經(jīng)具備事故發(fā)生的因素比率越高，其發(fā)生事故的概率也就越高。與傳統(tǒng)分析方法不同的是，此方法是對(duì)具體的點(diǎn)或具備相同數(shù)據(jù)特征的群，通過分析具備泄漏的條件判定泄漏的概率，而傳統(tǒng)的方法是借鑒事故發(fā)生的概率這一表面現(xiàn)象來類比評(píng)價(jià)某類事故發(fā)生的可能性。基于上述理論，對(duì)于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，由于導(dǎo)致事故發(fā)生的因素復(fù)雜，即使基于大數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法也較難實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測和判定，需要改變對(duì)此類風(fēng)險(xiǎn)事故的致因分析， 找出導(dǎo)致事故的因素，分析出“占率”，從而作為數(shù)據(jù)挖掘規(guī)則，辨別和判定管道狀態(tài)。

從管道防第三方施工損傷和防打孔盜油的需求考慮，如果能夠利用可能存在的大數(shù)據(jù)來防范管道第三方損壞，即是否可以從大數(shù)據(jù)中識(shí)別出可能的第三方損傷或打孔盜油，比如識(shí)別和收集管道中心線附近的手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度，附近路口的交通變化和特征，以及規(guī)劃、施工報(bào)批或施工車輛動(dòng)態(tài)等大量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)管道開挖和開孔設(shè)備購置等數(shù)據(jù)，然后按照一定的規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)計(jì)挖掘，則有可能識(shí)別出部分管道區(qū)域存在的第三方施工損傷風(fēng)險(xiǎn)。

其實(shí)，當(dāng)前很多管道管理者善于通過識(shí)別管道附近是否有交叉道路，道路是否偏僻，地面是否易于開挖，附近是否有可疑房屋，是否常有可疑車輛出入等多條信息識(shí)別出潛在的打孔盜油的區(qū)域， 并成功阻止了較多的打孔盜油事件發(fā)生。這種做法雖然是基于個(gè)人對(duì)管道的了解和經(jīng)驗(yàn)判斷，但足以說明如果利用信息技術(shù)手段，收集更多相關(guān)數(shù)據(jù)， 則能夠更好的識(shí)別出可能的打孔盜油事件，實(shí)現(xiàn)對(duì)打孔破壞從事后被動(dòng)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ьA(yù)防和提前阻止。

大數(shù)據(jù)將會(huì)改變管道企業(yè)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的管理模式。當(dāng)前管道企業(yè)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的管理多為基于對(duì)管道路由可能存在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行專業(yè)化識(shí)別，評(píng)估其狀態(tài)并決策是否治理，但很難識(shí)別出沒有跡象的滑坡或水毀等地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。多年來發(fā)生的滑坡或水毀的事故案例表明，造成這些風(fēng)險(xiǎn)的因素是可以統(tǒng)計(jì)和識(shí)別的。比如，對(duì)沿山溝河道附近敷設(shè)的管道，在附近發(fā)生較多施工而改變河道流通能力等條件下，極易發(fā)生水毀漂管。因此，當(dāng)有足夠的信息統(tǒng)計(jì)出管道在山溝河床敷設(shè)、河道被填埋侵占、高強(qiáng)度降雨等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，將很容易判定出水毀的地點(diǎn)和可能發(fā)生的概率。

3 大數(shù)據(jù)應(yīng)用的限制

大數(shù)據(jù)固然能夠協(xié)助分析人和環(huán)境因素可能對(duì)管道造成的傷害，但涉及到人和部分環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)的保密和高成本問題等都將嚴(yán)重影響大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。基于當(dāng)前的認(rèn)知，主要從如下三個(gè)方面探討。

3.1 數(shù)據(jù)來源限制

對(duì)人活動(dòng)所帶來的影響分析必須基于和人各種活動(dòng)相關(guān)的海量數(shù)據(jù)分析，如何獲得關(guān)系人的海量數(shù)據(jù)，哪些數(shù)據(jù)能夠?qū)�管道企業(yè)開放，是否涉嫌隱私等都是限制數(shù)據(jù)來源的關(guān)鍵因素。在大數(shù)據(jù)應(yīng)用日益重要的今天，數(shù)據(jù)資源的開放共享程度已經(jīng)成為制約大數(shù)據(jù)及促使管理變革的主要障礙。在保證隱私不被侵犯的情況下，推進(jìn)數(shù)據(jù)開放將會(huì)帶來更多的價(jià)值，為大數(shù)據(jù)發(fā)展打牢基礎(chǔ)，這是實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)預(yù)防人為損壞管道的關(guān)鍵。比如，建立開放的城市規(guī)劃、交通、社會(huì)治安和施工管理信息等數(shù)據(jù)，則能夠較容易地實(shí)現(xiàn)識(shí)別可能存在的施工損傷。

3.2 雜散數(shù)據(jù)的影響

《大數(shù)據(jù)的時(shí)代》[6]中也指出：“數(shù)據(jù)量的大幅增加會(huì)造成結(jié)果的不準(zhǔn)確，一些錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)會(huì)混進(jìn)數(shù)據(jù)庫。”數(shù)據(jù)量的增大，也會(huì)帶來規(guī)律的喪失和嚴(yán)重失真。此外，來源不同的各種信息混雜在一起會(huì)加大數(shù)據(jù)的混亂程度。統(tǒng)計(jì)學(xué)者和計(jì)算機(jī)科學(xué)家指出，巨量數(shù)據(jù)集和細(xì)顆粒度的測量會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)“錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)”的風(fēng)險(xiǎn)增加。如果雜散的數(shù)據(jù)經(jīng)常造成第三方損傷管道的預(yù)警頻繁誤報(bào)或識(shí)別率低，將會(huì)失去其應(yīng)用價(jià)值。

3.3 因素的不關(guān)聯(lián)性

大數(shù)據(jù)意味著更多的信息，但同時(shí)也意味著更多的虛假關(guān)系信息。海量數(shù)據(jù)帶來顯著性檢驗(yàn)的問題，將使我們很難找到真正的關(guān)聯(lián)。有可能基于大數(shù)據(jù)的全數(shù)據(jù)分析、模糊計(jì)算和重關(guān)聯(lián)而得不到應(yīng)有的因果特性。如果能夠得到較好的關(guān)聯(lián)性，延伸維克托•邁爾-舍恩伯格的說法，則可以實(shí)現(xiàn)被預(yù)知的可能性——基于數(shù)據(jù)的預(yù)測能夠預(yù)測可能存在的第三方損傷或即將發(fā)生的打孔盜油行為。所以在完整性管理的基礎(chǔ)上[9]，深入分析事故致因、導(dǎo)致事故因素關(guān)系和占率，將是解決關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

管道大數(shù)據(jù)的形成還處于起始階段，在大數(shù)據(jù)方面的探索將是今后一個(gè)時(shí)期的焦點(diǎn)。作者在管道大數(shù)據(jù)及其對(duì)管道安全管理等帶來的轉(zhuǎn)變等方面的思考僅是初步探索。但基于大數(shù)據(jù)條件下的管道安全管理是未來的發(fā)展趨勢，也必將帶來管道安全管理變革和相關(guān)技術(shù)進(jìn)步。提前研究如何推進(jìn)大數(shù)據(jù)條件下的管道安全管理，促成可能的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模式，會(huì)使我們在提升管道安全管理水平中占得先機(jī)。◢

參考文獻(xiàn)：

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[8] 馮慶善，“樹生”事故致因理論模型，油氣儲(chǔ)運(yùn)，2014，33（2）：115-120，128.

[9] 馮慶善，王學(xué)力，李保吉，等. 長輸油氣管道的完整性管理[J]. 管道技術(shù)與設(shè)備，2011（6）：1-5.

（作者：馮慶善，高級(jí)工程師，1974年生，2010年博士畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)材料學(xué)專業(yè),現(xiàn)主要從事管道完整性技術(shù)研究與管理工作。）

《管道保護(hù)》2015年第3期（總第22期）