红宝石官方网站hbs123工程结构质量可靠性团队由国务院政府特殊津贴专家、四川省学术技术带头人、四川省科技厅评审专家组成，成员教育背景有机械工程、油气储运工程、土木工程和安全工程，属于跨学科的创新科研团队，其特色方向油气管道完整性管理整体水平处于行业领先地位。团队已培养博士35名、硕士255名、出站博士后5名、“西部之光”访问学者1名。同时，本团队与国内外知名科研单位密切合作，目前已输送6名博士出国访问学习。另外，现在团队由机械工程、油气储运工程、土木工程、管理科学与工程四个学科领域的在读研究生共同组成，包括博士研究生4人，硕士研究生30人。
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张鹏 教授 博导 |
董事尔 教授 硕导 |
王作文 教授 硕导 |
伍颖 研究员 硕导 |
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赵植平 副教授 硕导 |
侯向秦 副教授 硕导 |
秦国晋 博士 讲师 硕导 |
王艺环 博士 讲师 硕导 |
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张鹏 讲师 |
杨静 讲师 |
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红宝石官方网站hbs123工程结构质量可靠性团队，承担各级各类科研项目130项，其中国家项目18项：国家自然科学基金“八五”“九五”重大项目子专题4项，国家自然科学基金面上项目5项，国家自然科学基金国际合作项目2项，国家社会科学基金项目1项，国家“十一五”863高科技计划项目课题1项，国家“十一五”科技支撑计划项目子课题1项，国家科技攻关项目子课题3项。其它省部级项目38项，企业合作项目44项。成果获得省部级科学进步奖二等奖3项，三等奖1项；行业部级科学技术进步奖二等奖1项，三等奖3项。成果获专利25项，软件著作权15项。团队共发表论文共551篇，合作著作20部（专著9部，手册1部，合作编辑论文集2部，企业标准1个，教材7部）。ESI全球高被引和热点论文1篇，SSCI收录1篇，SCI收录37篇，EI Compendex收录121篇，ISTP和CPCI收录26篇，CSSCI收录7篇，CSCD收录125篇。
团队目前的主要研究方向包括六大方向：土木工程设计计算、结构安全可靠性、管道系统安全科学与技术、石油企业质量工程、油气田井控安全、燃气工程材料延寿与可持续发展，具体如下：
一 土木工程设计计算理论
1 土木工程全系统全寿命优化设计理论
以土木工程为背景，将工程设计过程分为工程项目可行性论证、结构选型优化、大系统全局优化、结构最优设防水平决策以及最优设防水平条件下的最小造价设计五个层次。建立了工程项目可行性论证的评价指标体系、风险测度模型和分析论证的优化决策理论与方法。提出了基于综合人工智能计算技术的智能选型理论与方法，构建了专家系统开发工具和建筑结构实例库，开发了高层建筑结构与大跨空间结构智能选型决策支持系统。建立了基于最小造价与灾害损失期望之和的全寿命费用优化模型，提出了工程结构最优设防荷载的决策理论以及基于最优设防荷载的全寿命抗灾优化设计理论。建立了工程结构的普遍型不确定性优化设计模型，提出了模糊随机线性规划与非线性规划的一般性理论，包括优化设计的五种全域优化新算法。由此形成了复杂工程系统全局全寿命优化设计理论，并成功应用于2008年北京奥运会道路交通需求预测与规划，山东、浙江等省的电力网络系统规划以及新疆吐哈油田的成组气田工程大系统开发规划与决策等实际工程项目。理论得到国内外学者的高度认同，被谢礼立院士、欧进萍院士认为是“工程软设计理论”的核心，获教育部自然科学二等奖。
2 钢结构设计计算相关方法
科学分析了翼缘加劲冷弯薄壁型钢受弯构件畸变屈曲性能、焊接吊车梁支座裂缝应力分布和轧制H型钢双向压弯构件弹塑性整体稳定性，揭示了冷弯薄壁卷边H型钢受弯构件局部屈曲行为，构建了基于Aramis系统的颈缩半经验应力解析解，完成了三角形加劲肋T-Stub 钢节点分流系数与尺寸效应分析和预应力CFRP板粘结H型钢梁加固系数及参数分析等工作，获得了“一种红外线测距全自动钢筋切断机”、“一种用于H型钢的防脱吊具”、“一种新型减振窗”、“一种用于H型钢的自锚固卷边粘钢”等4项专利。
二 结构安全可靠性理论
1 中介状态和失效相关下结构与系统抗震可靠度向量理论
目前国内外对于结构可靠度理论只考虑二种工作状态：安全状态和失效状态。成果全面考虑工程设计中存在的随机性、模糊性、模糊随机性，考虑三种工作状态：安全状态、中介状态和失效状态，首次系统全面地提出了工程结构与系统的广义可靠性理论。优点是：①三级工作模式与抗震设计规范规定的三级设防标准是一致的，即：安全状态对应“小震不坏”（基本完好和轻微损坏），中介状态对应“中震可修”（中等破坏），失效状态对应“大震倒塌”（严重破坏和倒塌）。因此，该研究提出的具体分析方法将完全符合规范的精神和规定；②提出了可靠性向量均为结构设防烈度和建筑场地基本烈度的函数，因而可编制图表直接为工程设计使用；③三级工作模式方法的确立，使结构和系统的可靠性分析中既考虑了中介不确定性又避免了“广义可靠性理论”的复杂性，可以对结构和系统工作状态的随机性进行更全面的估计，有利于工程的设计和决策。理论得到王光远院士、黄文虎院士、项海帆院士、程耿东院士、谢礼立院士、欧进萍院士、周锡元院士、董石麟院士的好评，认为有重要学术价值，是系统可靠性理论研究和应用的新进展。获国家自然科学基金（面上项目）资助2次。
三 管道系统安全科学与技术
1 管道完整性管理技术
国内首次开展管道安全研究，成果包括：管道防腐层老化寿命预测和土壤应力下撕裂强度模型；体积型缺陷管道剩余强度统一模型及精细化分级评价技术；管道剩余寿命的电化学机理模型、强度储备比模型、性能衰减模型；凹痕管应变损伤计算模型，凹痕轮廓反演模型；管道系统定量和半定量风险评价方法以及社会和企业风险可接受性理论。并进一步提出了管道失效后生命损失、经济损失、环境损失的货币化定量估算原则和方法，科学地建立了油气长输管道、集输管道在单管、多管并行敷设方式下风险评价指标和系统定量风险评价数学模型。建立了基于损伤失效和应变失效的凹痕评价技术；提出了管道风险缓解措施体系、措施实施的风险降低水平和费用的货币化定量计算方法，科学地建立了管道最优完整性维护决策模型。形成了一套具有自主知识产权、可用于指导油气长输管道工程系统安全运行的理论与方法。管道定量风险技术成果被我国管道界专家认为超过当前国际上已公开的研究水平，在兰成渝管道上与美国GE PII公司并行的评价实践中，证明多项基础理论和方法优于国外同类技术，对推动管道安全管理理论的发展与应用具有重要的学术价值，对“实现预知性维护，避免事故后抢险”具有重要的经济效益和社会价值。获中国地理信息科技进步三等奖（部级）。
2 复杂环状天然气管网系统安全管控关键技术
国内首次提出了环状天然气管网系统整体风险模糊分析法，得到了埋地天然气管道较高易损性地震致灾因子及其测度空间，建立了基于非线性接触理论的管-土互作用、管-流耦合作用的三维有限元模型及考虑地震影响的定量风险评价模型，提出了划分震灾易损性风险类别的数理统计模型和管道地震易损性风险评价技术。该技术实现了即使缺乏完整系统实测数据，也能利用概率分布补充或充实历史数据，从而定量评价天然气管道地震风险。建立了复杂环境下天然气管道耐久性分析模型及其指标体系和评价等级，结合腐蚀速率和极值统计形成了管道剩余寿命预测的耐久性评价技术，可以确定管道的更换/维修时间和延寿途径。提出了输气站场事故模型基本事件失效客观概率及其贝叶斯更新估计方法，确定了天然气射流场内气流速度和浓度分布以及泄漏喷射动能损失后的天然气瞬时泄漏扩散和连续泄漏扩散特性，针对射流火灾、闪燃火灾和蒸气云爆炸三类输气场站典型危害事故建立了水平射流固体火焰模型、闪燃火灾模型以及蒸气云爆炸模型三种典型事故后果模型，由此形成了基于不确定性理论的输气站场事故概率和后果定量评价技术。成果获中国石油和化工自动化行业科技进步二等奖（部级）。
3 地质灾害下山区油气管道风险管控关键技术
建立了滑坡、泥石流、崩塌、水毁典型地质灾害下管道受力行为分析模型和极限状态可靠性评价模型，提出了不同载荷条件下管道承载能力指标，形成了典型地质灾害作用下安全可靠性评价技术。研究了滑坡、水毁、煤层采空区等山区地质灾害作用下管道的力学行为的时变规律，提出了基于管道力学行为的三级预警预报阈值，建立了滑坡、水毁、煤层采空区作用下管道的预警预报模型。建立了山区油气管道典型地质灾害风险定量评价指标体系与评价模型。构建了管道典型地质灾害风险识别、风险评价、监测预警、决策支持一体化和可视化的风险管控技术。以黄维和院士为主任的评价委员会给出的评价意见为：“该项目总体技术达到国际先进水平，提高了山区油气管道的安全与环保管控水平，取得了显著社会和经济效益。”成果获四川省科学技术进步二等奖。
4 城镇燃气输配系统抗震研究
考虑地震作用对城镇燃气输配系统的严重影响，建立了地震作用下聚乙烯管道管土模型，提出了多参数影响下聚乙烯埋地管道的易损性曲线计算方法，得到了不同峰值加速度下管道超越每一破坏等级的概率，基于地震下城市燃气管道损坏特征，建立了城市燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系，提出了更优指标权重计算方法，构建了基于云理论的地震易损性评估模型，提出了划分城镇燃气聚乙烯管道震灾易损性风险类别的数理统计模型和管道地震易损性风险评价技术；就地震造成的地面沉降次生灾害对城市埋地聚乙烯管道的危害问题，分别进行了完好、有缺陷和含裂纹聚乙烯管道的相关试验与数值模拟，得到了地面沉降作用下聚乙烯管道的力学特性规律，提出了聚乙烯管道极限承载能力的指标，得出了聚乙烯管道裂纹扩展规律，提出了基于统一理论的地面沉降作用下聚乙烯管道静态损伤模型及其量化公式；构建了区域管道和单体管道地震灾害风险评价模型，建立了配气站地震作用故障树/事件树，形成了一套适用于地震频发地区配气站和输气管道的地震灾害风险评价体系，并提出了相应防控措施；以上成果对城镇燃气输配系统的震前防灾、震后应急管理及抢险救援工作提供强大的理论指导。
5 ALARP原则下城市燃气管道最优维护决策理论与方法
城市燃气管道服役过程中，存在着各种不可控制的风险和不确定性，可能导致燃气管道失效，从而造成城市燃气停输、附近人员伤亡和环境污染等严重后果。为了避免这些危害，前人在识别和评估管道风险和不确定性方面进行了大量的研究。然而，关于降低风险和维护工作的讨论却很少。因此，欠缺科学的方法来指导维护工作的开展，从而导致过度投资在管道维护，造成资源的浪费。将风险全新定义为失效损失的数学期望，将风险可接受性这一社会学概念引入管道工程的维护决策当中，并利用最低合理可行原则将风险分区，结合最优化方法提出了城镇城市燃气管道最优维护决策。采用ALARP原则，结合最优化理论，提出了不可接受区域和ALARP区域的管道维护决策方法。重点在于分析ALARP区域的风险降低，提出了三种优化决策模型。案例研究表明，维护决策应该考虑用于降低风险的维护成本与管道失效造成的损失成本的综合影响，还应做进一步的成本效益分析。研究成果提出了的管道维护决策方法是帮助管道运营商在保证管道安全的前提下进行风险决策的一种经济方法，可以提高维修资源的利用效率,对燃气管道的安全保障和维护资源的利用效率提高有重要价值。该成果2019年1月在《Sustainability》刊物（JCR二区）上发表“Optimal Maintenance Decision Method for Urban Gas Pipelines Based on as Low as Reasonably Practicable Principle”，同时入选全球“ENVIRONMENT/ECOLOGY”学术领域ESI热点论文（Hot Paper）和高被引论文（Highly cited paper）。该论文同时被SSCI和SCI收录。
6 城市燃气工程理论与设计
燃气负荷分析与预测；天然气长输管道流动分析，系统配置、管线设计与运行；天然气储气技术与工程；燃气分配管网水力工况分析与模拟，管网结构分析与设计优化，分配管网供气可靠性，燃气系统运行调度分析，燃气系统安全风险评价，管网故障诊断；压缩天然气工程分析；液化天然气输送、储存与冷能利用分析；液化石油气输送、储存与分配工程分析；燃气置换分析、燃气混合安全性等。主要成果有：城市燃气管道系统安全性的模糊综合评价研究、L245A级钢管在湿H2S环境下的氢致开裂与硫化物应力腐蚀开裂SSC（CSCD）、我国天然气能量计量的现状与发展趋势、猪粪与稻草混合沼气发酵投加方案优化设计（中文核心）、LNG卫星站冷能制冰工艺优化及模拟分析(CSCD)、一种LNG卫星站冷能制冰工艺的改进优化（CSCD）、一种利用LNG卫星站冷能制冰的装置（专利）、一种热泵辅助式太阳能与LNG冷能联合发电装置（专利）等。
四、石油企业质量工程
1石油石化企业用户满意指数测评系统及持续改进体系
从心理学、行为学角度研究用户个性和主观表现，提出了用户满意测量模式与度量模型，从测量对象的品质重要性、品质预测和品质理想点等方面，建立了用户期望与企业实现程度之间的联系。找出影响石油企业用户满意程度的主要因素及其因果关系模型，完成大量实际调查的信度和效度检验，提出了能反映石油相关行业产品或服务的用户满意指数测评模型、计算方法和持续改进策略。制定了在石油企业实施“用户满意工程”的可操作性的4步骤：识别用户、满足用户、用户调查和持续改进，设计出16种用户满意指数测评调查问卷及其样本数据的抽样方法，研制出用户满意指数模型的PLS求解器软件，以客观、准确地揭示出模型各个变量之间的相互影响关系，是我国石油行业构造对外技术壁垒的一个切合点。研究工作培养博士4人、硕士9人，其中一篇博士论文获四川省优秀博士学位论文。袁士义、贾承造等院士认为，成果可用于进行石油企业竞争力分析，评估重要的市场机会和行业总体质量水平，准确测定和评价石油企业绩效，形成卓越企业管理水平。获国家社会科学基金资助，著作获石油石化企业管理现代化创新优秀著作二等奖（部级）。
五、油气田井控安全装备
1旋转防喷器研制与应用
研制了具有自主知识产权的高性能系列旋转防喷器，已成为国内主流技术装备。首创了跟随密封技术，开发了压力平衡强制密封与节流降压密封技术，端面组合防污排屑技术，成功解决了旋转动密封在磨粒腐蚀介质中，密封间隙大且伴随无规则摇动、密封压力无规律变化三种状态并存下难以实现密封的技术难题，密封寿命由50小时提高到2000小时，超过美国API 16 RCD标准要求；开发了双重组合材料密封胶芯、压力胶囊补偿密封技术和双重钻具密封结构，解决了复杂条件下同一密封件在高压下对密封表面粗糙、尺寸变化钻具适应性的技术难题，使旋转防喷器最高密封压力提高6倍，解决了欠平衡钻井、气体钻井和控压钻井作业时井口压力可靠控制问题；研发了扶正防磨结构、大排量耐冲蚀壳体结构，解决了总成偏心磨损，含有磨粒介质高速冲蚀壳体的技术难题，从整体上提高了旋转防喷器的使用寿命和可靠性；发明了闭环控压钻井系统，完善了旋转防喷器在欠平衡钻井过程中的配套技术；发明了欠平衡套管封隔完井工艺方法，为实现使用旋转防喷器等核心装备进行欠平衡完井工艺的应用奠定了坚实基础。袁士义、苏义脑等院士认为，总体技术达到国际先进水平，其中跟随动密封技术处于国际领先水平。获四川省科技进步二等奖。
六、燃气工程材料延寿与可持续发展
1化工与石化工程材料（含燃气工程）延寿与可持续发展战略
瞄准“材料强国、制造强国”目标，站在“建设资源节约型、环境友好型社会”两型社会的立场，对我国石油化工行业的工程材料进行全面、系统地调查分析，探索产品、工程材料和制件提前失效的诸多因素和对策。全面完整地揭示了石油化工行业产品和工程项目在腐蚀、摩擦、疲劳断裂及其相互作用下造成的危害、原因、责任、经验教训和对策。站在可持续发展的角度，为国家和石油化工行业提供材料应用与制造建造方面的咨询建议，并为我国化工与石化工程材料延寿与可持续发展的战略决策提供依据。为化工与石化行业各企业和部门的产品设计、制造、使用、维护维修和管理的工程技术人员提供了有针对性的“材料延寿与可持续发展”战略，使石油石化行业科技工作者得到启示、有所参考、有所作为、有所贡献，实现了尽可能延长材料及其结构的使用寿命，提高了材料制件的使用可靠性、安全性、经济性和耐久性的目的。这项工作在我国尚属首次，成果以不同字数多种版本提交国务院、中国工程院、国家发改委、科技部、国家工信部、国家能源局、国家质检总局、住建部、国防科工局、中国石油集团、中国石化集团等单位参考，得到中国工程院以干勇副院长为首的21位院士支持。获国家能源局软科学研究优秀成果三等奖。
七、产学研合作
团队开展了广泛、深入的产学研合作。合作单位包括中国石油天然气管道局、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油天然气股份有限公司西南管道分公司、中国石油新疆油田油气储运分公司、中国石油川庆钻探工程有限公司、四川省地质工程勘察院集团有限公司、四川博能燃气股份有限公司、成都新都港华燃气有限公司等。注重企业调研，考察油气企业生产运营中所遇见的实际问题，结合生产运营中的实际问题开展研究，展开企业培训，召开企业技术和管理交流会，科学地宣传和引导，使企业深刻认识到产学研合作对企业技术创新能力培养和科技竞争力的打造具有重要性。期间针对困扰油气企业的工程问题，积极研究、承接由生产企业根据自身需要委托的研究开发项目，帮助研究困扰企业的生产运营难题，并推进了企业应用技术，形成产品，改善了生产运营状况，提升了企业经济效益。秉承学以致用，实事求是的精神，立足于服务国家“一带一路”倡议和能源安全战略，结合现场实际，与合作单位开展关键领域的基础性、前瞻性研究，在研究中注重理论在实践中的应用及学生综合素质的培养。日常运转模式将产学研科学地联系在一起，解决了企业的生产实际，同时培养了青年教师和研究生们的治学、应用、交际等综合素质，丰富创新了科学理论研究。基于上述运转模式，团队同合作单位建立了长期、紧密的战略伙伴关系。基于团队近年的产学研合作成绩，获得2019年中国产学研合作促进奖（部级）。
