[发明专利]一种石油天然气管道报警优先级多维评定方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化报警系统的报警优先级评定方法，特别涉及石油天然气管道行业报警优先级的多维定级方法。

背景技术

管道作为一种重要的油气运输方式，具有距离长、范围广、生产指挥难度大等特点，为保证管道安全平稳运行，必须对管道运行进行实时监控，出现异常及时报警。然而，若短时间内出现大量报警会导致控制员无法辨识根本的报警原因，错过阻止事故发生的时机。报警优先级是一个帮助控制员区分报警重要性的参数，但是现存的优先级定级方法比较粗糙，在响应时间、后果严重度以及工艺关联上还有很大的改进空间。因此，采取一种多维的报警优先级评定方法对提高报警系统性能，最大限度降低事故影响具有重要意义。

国外对报警管理的研究比较早，涉及到报警优先级的标准有EEMUA-191《报警系统：一个对设计、管理和采购的指导》、ISA-18.2《过程工业的报警管理系统》和单独针对管道行业的API-1167《管道SCADA系统报警管理》。API-1167中提出一种优先级决策矩阵，把响应时间分为4等、后果严重度分为3等，对应着三个优先级，是现行优先级定级方法的基础。EXIDA公司开发的报警合理化工具SILAlarm提供了四种优先级定级依据：严重度矩阵、量化后果总和、最严重后果、根据紧急情况修正的严重度总和，其中严重度矩阵在API-1167的基础上增加了一个响应时间量化指标——平均响应时间因子(Mean Time To Respond，MTTR)，并把后果分类量化，从而通过一个分值来确定优先级。该方法现在较为流行，但其定级过程相对独立，未考虑大型集控系统中多报警之间的关联关系，使优先级在报警泛滥时失去效用。

国内对报警管理方面的研究起步较晚，但近年来已取得长足进展，但主要集中在减少报警数量、合理设置报警阈值方面，对报警优先级评定方法的研究也停留在风险矩阵的层面。大型管道公司虽然装配SCADA系统，但其报警功能仍然薄弱，作为一个被长期忽视的保护层，报警管理在管道行业已经引起重视。因此，引入关联关系分析的报警优先级多维评定方法研究具有积极意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一套针对管道行业报警系统中的报警优先级多维评定方法，相比现有的响应时间VS后果严重度的两维定级方法，考虑到多报警间在工艺上的因果联系，形成一种多维的优先级评分方法，提供更细致的优先级划分，从而强化管道报警系统性能。

为了达到以上目的，本发明提出了一种油气管道报警优先级多维评定方法，该方法包括如下步骤：

(1)访问数据库，获取管道站场分布、报警数据及其工艺过程；

(2)把工艺过程和报警变量用符号表达，建立报警树状图并找到关键报警，具体步骤如下：

(a)确定系统范围，包括报警泛滥的时间域和工艺域；

(b)确定首发报警，此报警不一定是关键报警，但报警泛滥中的大部分报警都因之而起；

(c)根据报警树模型的四种关联关系分析各报警之间的关系；

(d)编制报警树，把前面的分析结果通过树状图综合联络，构成报警树模型；

(e)选取树状图上交叉最多的节点为关键报警。

(3)根据报警参数及工艺条件计算单个报警的工艺时间；

(4)根据工艺时间评估报警响应时间，确定对应的MTTR因子；

(5)分别评估单个报警的各项后果严重度，确定其对应权重；

(6)根据步骤(4)、(5)中的量化结果计算初始优先级分值，以步骤(2)中的关键报警为节点，节点之前的初始分值依次加5分，节点之后的初始分值依次减5分，得到最终分值；

(7)查表确定报警优先级等级和其相应的显示、处理方式，并录入数据库。

上述的报警树模型的四种关联关系分别为：直线型、组合型、支链型和紧密型，详情见附图说明2。

上述的报警响应等级根据最大响应时间划分为缓存、正常、紧急、急促四级，及其相应的MTTR因子详情见附图说明5。

上述的后果严重度分人员安全、设备损失、公共影响、环境影响、经济损失、停工期六种，危害等级从Ⅰ-Ⅴ五个阶梯，定级附有建议标准，详情见附图说明6。

上述的优先级分值计算公式为：

优先级分值＝(MTTR因子)*∑(后果权重)±5*n；     (1)