馮慶善

中國石油管道分公司

【摘要】隨著管道管理技術(shù)的進步和信息科技的發(fā)展，管道管理逐步邁入大數(shù)據(jù)時代，管道大數(shù)據(jù)的形成將從本質(zhì)上改變對管道的風險認知和管理模式，使管道安全管理投入更有針對性。雖然當前基于大數(shù)據(jù)可以基本實現(xiàn)管道本體缺陷的風險識別和管理變革，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)害等風險的識別和管理水平還有待進一步探索。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) 風險 占率

1 前言

管道安全及經(jīng)濟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，期望借鑒對管道的一般認知、積累的有限經(jīng)驗和被評估管道的有限數(shù)據(jù)，類比測算出管道可能存在的泄漏風險因素和位置，以相對明晰管道可能存在的風險狀態(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估模型和算法，使得在有限認知條件下對風險預測的準確性得到持續(xù)提高[4]。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，管體的部分數(shù)據(jù)已經(jīng)非常系統(tǒng)和全面，形成了能夠?qū)�管體部分風險因素近乎全面認知的大數(shù)據(jù)，使得對管道本身風險從“黑箱”識別評估轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴该鳌钡娜�面掌握。雖然對數(shù)據(jù)存在一定的置信度等問題，但足以改變對管道安全狀態(tài)的判定，而不是傳統(tǒng)意義的評定。對此，作者相關(guān)論文對大數(shù)據(jù)風險評估認知等進行了論述[5]，但對于如何利用大數(shù)據(jù)來識別第三方損傷、打孔盜油及地質(zhì)災(zāi)害等管道環(huán)境風險卻探討甚少。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)對管道環(huán)境風險，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)對環(huán)境風險管理的相關(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)，從而將管道本體風險的評價轉(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)出來的價值。然而，對于環(huán)境風險，如果能夠基于大數(shù)據(jù)實現(xiàn)從風險評估到狀態(tài)判定的轉(zhuǎn)變，將極大地減少運行成本和事故，提升本質(zhì)安全。

由于當前處于基于社交媒體和數(shù)字化記憶的大數(shù)據(jù)時代，亞馬遜能夠監(jiān)視人們的購物習慣，谷歌監(jiān)視網(wǎng)民的網(wǎng)頁瀏覽習慣，微博似乎什么都知道，包括我們的社交關(guān)系網(wǎng)，使得人們不僅擔心無處不在的“第三只眼”，而且擔心隱私被二次利用。維克托•邁爾-舍恩伯格和肯尼思•庫克耶在《大數(shù)據(jù)時代》[6]以及吳軍在《數(shù)學之美》[7]中論述了大數(shù)據(jù)如何通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計、識別而實現(xiàn)對隱私或習慣的“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，風險分析從內(nèi)因分析出發(fā)，確定缺失因素量對失效因素量的“占率”是核心思想。換言之，在管道的全生命周期中，當某一點已經(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，此方法是對具體的點或具備相同數(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)象來類比評價某類事故發(fā)生的可能性。基于上述理論，對于環(huán)境風險，由于導致事故發(fā)生的因素復雜，即使基于大數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的風險評估方法也較難實現(xiàn)對風險的預測和判定，需要改變對此類風險事故的致因分析， 找出導致事故的因素，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)中識別出可能的第三方損傷或打孔盜油，比如識別和收集管道中心線附近的手機信號強度，附近路口的交通變化和特征，以及規(guī)劃、施工報批或施工車輛動態(tài)等大量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計管道開挖和開孔設(shè)備購置等數(shù)據(jù)，然后按照一定的規(guī)則進行統(tǒng)計挖掘，則有可能識別出部分管道區(qū)域存在的第三方施工損傷風險。

其實，當前很多管道管理者善于通過識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人對管道的了解和經(jīng)驗判斷，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)， 則能夠更好的識別出可能的打孔盜油事件，實現(xiàn)對打孔破壞從事后被動應(yīng)對轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ьA防和提前阻止。

大數(shù)據(jù)將會改變管道企業(yè)對地質(zhì)災(zāi)害的管理模式。當前管道企業(yè)對地質(zhì)災(zāi)害的管理多為基于對管道路由可能存在的地質(zhì)災(zāi)害風險進行專業(yè)化識別，評估其狀態(tài)并決策是否治理，但很難識別出沒有跡象的滑坡或水毀等地質(zhì)風險。多年來發(fā)生的滑坡或水毀的事故案例表明，造成這些風險的因素是可以統(tǒng)計和識別的。比如，對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，當有足夠的信息統(tǒng)計出管道在山溝河床敷設(shè)、河道被填埋侵占、高強度降雨等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，將很容易判定出水毀的地點和可能發(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)境因素可能對管道造成的傷害，但涉及到人和部分環(huán)境因素數(shù)據(jù)的保密和高成本問題等都將嚴重影響大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。基于當前的認知，主要從如下三個方面探討。

3.1 數(shù)據(jù)來源限制

對人活動所帶來的影響分析必須基于和人各種活動相關(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，推進數(shù)據(jù)開放將會帶來更多的價值，為大數(shù)據(jù)發(fā)展打牢基礎(chǔ)，這是實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)預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、社會治安和施工管理信息等數(shù)據(jù)，則能夠較容易地實現(xiàn)識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)的時代》[6]中也指出：“數(shù)據(jù)量的大幅增加會造成結(jié)果的不準確，一些錯誤的數(shù)據(jù)會混進數(shù)據(jù)庫。”數(shù)據(jù)量的增大，也會帶來規(guī)律的喪失和嚴重失真。此外，來源不同的各種信息混雜在一起會加大數(shù)據(jù)的混亂程度。統(tǒng)計學者和計算機科學家指出，巨量數(shù)據(jù)集和細顆粒度的測量會導致出現(xiàn)“錯誤發(fā)現(xiàn)”的風險增加。如果雜散的數(shù)據(jù)經(jīng)常造成第三方損傷管道的預警頻繁誤報或識別率低，將會失去其應(yīng)用價值。

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，則可以實現(xiàn)被預知的可能性——基于數(shù)據(jù)的預測能夠預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時期的焦點。作者在管道大數(shù)據(jù)及其對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)進步。提前研究如何推進大數(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，會使我們在提升管道安全管理水平中占得先機。◢

參考文獻：

[1] Peter Tuft, Nader Yoosef-Ghodsi, John Bertram. Benchmarking Pipeline Risk Assessment Processes, IPC 2012- 90045, September 24- 28, 2012, Calgary, Alberta, Canada.

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[3] 張華兵，程五一，周利劍,等. 管道公司管道風險評價實踐[J]，油氣儲運，2012，31（2）：96-98.

[4] 戴聯(lián)雙，張俊義， 張鑫，等. RiskScore管道風險評價方法與應(yīng)用[J]，油氣儲運，2010，29（11）：818- 821

[5] 馮慶善，基于大數(shù)據(jù)條件下的管道風險評估方法思考. 油氣儲運，2014，33（5）：457-461.

[6] Viktor Mayer-Schonberger & Kenneth Cukier. Big data：a revolution that will transform how we live，work and think [M].Boston：Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company，2013.

[7] 吳軍，數(shù)學之美，人民郵電出版社，ISBN 978- 7-115-28282-2

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

[9] 馮慶善，王學力，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，高級工程師，1974年生，2010年博士畢業(yè)于北京航空航天大學材料學專業(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》2015年第3期（總第22期）