随着埋地燃气管道服役时间的增长，因腐蚀造成的穿孔等事故不仅影响了管道的正常运行，而且造成了巨大的能源浪费和经济损失。尤其是城市燃气管道，除巨大经济损失之外，还会引发泄露、爆炸等事故，直接威胁着居民生命财产安全。因此，开展埋地燃气管道腐蚀状况预测，对于实施管线运行可靠性管理具有十分重要的意义。同时，针对燃气管道不同的腐蚀程度，确定合理的维修措施，可以用来降低管道的维修费用。本文以埋地燃气钢管腐蚀状况预测、维修决策为研究课题，将马尔可夫理论引入到燃气管道腐蚀过程中进行应用研究。马尔可夫理论包括马尔可夫链和马尔可夫决策过程两部分，前者是一种随机过程预测方法，可以用来预测管道腐蚀状况；后者是一种决策方法，可以对管道维修措施经济性问题进行讨论。待预测的燃气钢管腐蚀状况，分为外防腐层老化状况和管壁腐蚀状况。首先，根据外防腐层质量状况评价标准对防腐层的老化状态进行了划分。应用马尔可夫链对外防腐层老化状况进行预测时，又分为单一管段和整条管线分别建立预测模型。在单一管段防腐层预测模型中，对多次检测、检测次数较少和仅有一次检测的情况分别进行探讨，给出了具体的预测步骤。对仅有一次检测数据情况进行了实例应用，确定了转移概率矩阵，对防腐层状态发展状况进行了预测。对整条管线防腐层状况，给出了预测的步骤和实例应用，确定了防腐层状态分布的发展状况。其次，根据管体腐蚀损伤评价标准对管壁的腐蚀状态进行了划分。应用马尔可夫链对管壁腐蚀状况进行预测时，又分为单一管段和整条管线分别建立预测模型。在单一管段管壁腐蚀预测模型中，应用曲线拟合确定转移概率矩阵，并用实例对剩余壁厚发展状况进行了预测。在整条管线管壁腐蚀预测模型中，应用灰色预测确定转移概率矩阵，并用实例对最大腐蚀深度发展状况进行了预测。最后，确定了燃气钢管维修过程中的腐蚀状态划分，分析了燃气钢管维修措施及费用。应用马尔可夫决策过程求解时，阐述了稳态概率、策略改进算法和动态规划三种方法。以大连市某燃气管线为实例，进行了马尔可夫决策过程应用，从腐蚀状态划分、维修措施及费用、不同策略下转移概率矩阵及采用策略改进算法求解四个方面进行了深入探讨，得出了该燃气管线维修的最优策略，从而为燃气管道维护和修复工作提供了指导性意见。