天然氣作為清潔能源在城市能源消費結(jié)構(gòu)中所占比例越來越高，供氣安全關(guān)系到千家萬戶和國計民生，建立供氣保障指標(biāo)體系和數(shù)學(xué)模型對認(rèn)識供氣影響因素，提升保障措施具有重要意義。為此，從資源供應(yīng)、輸配能力、市場地位、責(zé)任能力和應(yīng)急管理五大方面，構(gòu)建了含有l(wèi)8個評價指標(biāo)的城市天然氣供應(yīng)保障指標(biāo)體系，并根據(jù)行業(yè)特點給出了各指標(biāo)體系的定義，以評價城市能否得到足量、及時的天然氣供應(yīng)。將保障指標(biāo)體系應(yīng)用于國內(nèi)某城市，選擇層次分析法計算各項指標(biāo)權(quán)重，定性與定量相結(jié)合分析可知影響其供氣安全的主要制約因素，進(jìn)一步可得到提高該城市供氣保障安全的方向和措施。所建模型在分析影響城市供氣安全不利因素，增強城市供氣保障措施和安全系數(shù)上，具有一定的輔助作用。
城市天然氣供應(yīng)安全關(guān)系到千家萬戶和國計民生，進(jìn)行保障體系研究非常必要[1]。天然氣供應(yīng)保障安全的內(nèi)涵是指在正常工況下，目標(biāo)市場能夠足量、及時、經(jīng)濟地獲取天然氣；在事故工況下，政府、供應(yīng)方和燃?xì)馄髽I(yè)各司其職、相互配合，保障天然氣資源應(yīng)急供應(yīng)。天然氣供應(yīng)保障體系的建立，使產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的管理保持一個統(tǒng)籌兼顧的關(guān)系，實現(xiàn)產(chǎn)、運、銷一體化的協(xié)調(diào)發(fā)展，以保障城市天然氣供應(yīng)安全[2]。
1 天然氣供應(yīng)安全保障指標(biāo)體系
天然氣供應(yīng)保障涉及資源[3]、輸配、市場、責(zé)任和應(yīng)急5大方面，通過借鑒其他行業(yè)的經(jīng)驗。[4-6]，按照全面性、可行性、科學(xué)性、層次性等原則從資源供應(yīng)、輸配能力、市場地位、責(zé)任能力和應(yīng)急管理5個方面[7]，確定了由18個指標(biāo)構(gòu)成天然氣供應(yīng)安全保障指標(biāo)體系(圖1)。
對外依存度(C1)：表示城市天然氣調(diào)入量占消費總量的比值。
氣源集中度(C2)：表示天然氣氣源最大供應(yīng)商供應(yīng)量占消費總量的比值。
氣源保障率(C3)：表示天然氣總消費量占需求總量的比值。
合同氣量比例(C4)：表示合同氣量占消費總量的比值。
長輸管道(C5)：表示已建和新建的長輸管道的輸氣量占需求總量的比值。
城市管網(wǎng)(C6)：表示城市管道的配氣能力占高峰小時需求量的比值。
城市門站(C7)：表示城市門站的小時接收能力占高峰小時需求量的比值。
調(diào)峰設(shè)施(C8)：表示調(diào)峰設(shè)施的調(diào)峰能力與高峰時期的調(diào)峰氣量的比值。
以上各指標(biāo)中，C1、C2值與供氣安全成反比，C3～C8值與供氣安全成正比，為統(tǒng)一實現(xiàn)正比關(guān)系，分別采用C1＇=1-C1、C2＇=1-C2替代對外依存度和氣源集中度。另外，C5～C8值要同時考慮天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的運行狀態(tài)。
政策因素(C9)：表示天然氣利用符合國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的《天然氣利用政策》的程度，按優(yōu)先類、允許類、限制類和禁止類4類用戶設(shè)計隸屬函數(shù)分別賦值。
社會因素(C10)：表示城市級別和競爭力，根據(jù)城市級別的高低和《中國城市競爭力年鑒》的排名，分別賦予權(quán)重計算該值。
商業(yè)因素(C11)：商業(yè)因素包括客戶的用氣水平、用氣特性、信用狀況和發(fā)展?jié)摿?個方面l0個指標(biāo)。評價商業(yè)因素的具體量化計算方法，引用文獻(xiàn)《天然氣客戶評價指標(biāo)體系與數(shù)學(xué)模型》的研究成果[8]。
地方政府(C12)：表示城市的行政劃分，一般認(rèn)為行政劃分越靠前，其獲得資源和組織協(xié)調(diào)的能力越強。量化計算方法可按照中國的城市行政劃分，采用內(nèi)插法賦值。
上游供氣企業(yè)(C13)：一般認(rèn)為供應(yīng)商所承擔(dān)的社會經(jīng)濟責(zé)任與其實力規(guī)模成正比，量化計算方法可根據(jù)供氣企業(yè)的實力規(guī)模采用內(nèi)插法賦值。
燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)(C14)：與上游供氣企業(yè)C13評價指標(biāo)類似，量化計算方法可根據(jù)燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)的實力規(guī)模采用內(nèi)插法賦值。
基礎(chǔ)設(shè)施管理(C15)：按資源供應(yīng)企業(yè)和燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)對可能發(fā)生的事故的預(yù)測預(yù)防能力，對可能存在的安全隱患的排除能力和對事故的預(yù)警能力3項指標(biāo)分別做出評價，根據(jù)完善程度的不同分別賦值。
應(yīng)急響應(yīng)機制(C16)：按政府、資源供應(yīng)企業(yè)和燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)在事故工況下，是否提前做好聯(lián)合應(yīng)急響應(yīng)機制預(yù)案，并在事故工況下盡快付諸實施以避免造成重大損失的能力，根據(jù)完善程度的不同分別賦值。
事故應(yīng)急處理(C17)：按政府、資源供應(yīng)企和燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)三方在事故工況下，對事故辨別能力、事故緊急救援能力、減輕事故損失的能力3項指標(biāo)分別做出評價，根據(jù)完善程度的不同分別賦值。
自我調(diào)節(jié)能力(C18)：表示目標(biāo)城市可中斷用戶用氣量占總消費量的比值。C18與供應(yīng)安全呈正比，C18值越大，城市的自我調(diào)節(jié)能力越強，非正常工況下所造成的影響也越小。
2 數(shù)學(xué)模型
為評價國內(nèi)某城市的天然氣供應(yīng)保障安全程度，借鑒其他行業(yè)的經(jīng)驗[4-6]，采用層次分析法[9](Analytical Hierarchy Process，AHP)建立數(shù)學(xué)模型。層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的決策分析方法，具有思路清晰、適用性廣、系統(tǒng)性強等特點，適用于多準(zhǔn)則、多目標(biāo)或無結(jié)構(gòu)特征的復(fù)雜問題的決策分析。
2．1 構(gòu)建判斷矩陣
首先邀請?zhí)烊粴庑袠I(yè)l0余名專家針對天然氣供應(yīng)保障評價指標(biāo)體系內(nèi)l8個評價指標(biāo)逐一判斷其相對重要程度，構(gòu)造判斷矩陣(表1)。
經(jīng)特征向量汁算和一致性檢驗，天然氣供應(yīng)保障判斷矩陣的一致性比率均小于0．1，符合一致性要求，因此可采用該判斷矩陣計算各評價指標(biāo)的權(quán)重值。
2．2 實證分析
基于上述判斷矩陣，計算某城市的天然氣供應(yīng)保障模型綜合得分，綜合得分是指各項評價指標(biāo)得分與權(quán)重值的加權(quán)求和，得到該城市的綜合得分為82．0分，計算結(jié)果見表2。
2．3 分析結(jié)果
通過分析指標(biāo)得分可知，影響某城市天然氣供應(yīng)安全的主要制約因素包括對外依存度C1、氣源集中度C2、政策因素C9、自我調(diào)節(jié)能力C18等。這是由于：城市F天然氣資源匱乏，很大程度上依賴從外地調(diào)入；上游最大資源供應(yīng)企業(yè)資源供應(yīng)量達(dá)到全市總用氣量的55％，氣源集中度較高；天然氣利用存在部分允許類和限制類用戶，導(dǎo)致政策因素得分不高；又因為該城市目前發(fā)展的用戶主要為居民、公共服務(wù)、CNG汽車、熱電聯(lián)產(chǎn)以及玻璃、陶瓷等工業(yè)用戶，可中斷用戶較少，因此自我調(diào)節(jié)能力有限。
為了改善供氣環(huán)境，提高供氣保障安全程度，建議某城市下一步應(yīng)積極引進(jìn)其他上游供氣企業(yè)，提高優(yōu)先類用戶比例，適當(dāng)發(fā)展可中斷用戶。
3 結(jié)束語
本文從天然氣產(chǎn)、運、銷物流系統(tǒng)整體出發(fā)，同時納入“政府、企業(yè)、用戶”三方責(zé)任承擔(dān)與應(yīng)急管理評價指標(biāo)，形成一套城市供氣安全的綜合保障評價體系。同時采用成熟的層次分析法建立數(shù)學(xué)模型，分別計算指標(biāo)權(quán)重與模型得分，定性分析和定量計算相結(jié)合，對城市的供氣保障形成直觀認(rèn)識。計算實例表明，模型在分析影響城市供氣安全不利因素、提高認(rèn)識的準(zhǔn)確水平，以進(jìn)一步增強城市供氣保障措施和安全系數(shù)，具有一定的輔助分析作用。
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