（环境科学专业论文）基于gist城区危险品运输安全管理系统的研究.pdf

人迕交通人学l ：。学颂十学f 汀论丈 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fo u re c o n o m y ，r o a dt r a n s p o r ti n d u s t r yi s d e v e l o p i n gr a p i d l y h o w e v e r ，t h es a f e t yo fr o a dt r a n s p o r th a sb e c o m e i n c r e a s i n g l y p r o m i n e n t ，e s p e c i a l l yr o a dh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r ts e c u r i t yi so u t s t a n d i n g t h et r a n s p o r t c o n d i t i o na n dp e o p l ee x p l o s i n ga r ev e r yc o m p l i c a t i o n sw h e nt h eh a z a r d o um a t e r i a lt r a n s p o r t i n s i d et h ec i t y ，s oo n c et h ea c c i d e n th a p p e n s ，t h ec o n s e q u e n c ew i l lb ev e r ys e v e r i t y t h e r e f o r e ， r e s e a r c h i n gt h es e c u r i t y i n f o m a t i o ns y s t e mo fh a z a d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o ni s v e r y i n p o r t a n tt o d o m e s t i ch a z a d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o ni nc i t yc u 仃e n t l y t h i sp a p e rf i r s ta n a l y s e dt h ed e v e l o p m e n th i s t o r ya n dt h er e c e n ta p p l i c a t i o na b o u tt h e gi s - ta n dt h eh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o n ；i nt h em e a n t i m ea n a l y s e dt h et o w h a z a r d d i v i d d i n gt h e o r y a n dm a i nr e s c u er e s o u r c e si nt h ec i t y ；a n de l a b o r a t e dt h ei n f l u e n c ef a c t o ro f t h eh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o n ，a n dt h e nc r e a t e dar e a l t i m ee v a l u a t i o nm o d e l ；t h i s p a p e rh a sc r e a t e dad i j s k r aa r i t h m e t i cb a s e do nt h em o d i f i e da n g l eo nt h eb a s i so ff l o y d ， i n h e r i t a n c ea n dd i j s k r aa r i t h m e t i c ，t h ea r i t h m e t i ch a sb e e nu s e di nt h es e a r c h i n go fh a z a r d o u e m a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o na n dt h er e s c u es h o r t e s tp a t h ；t h e nh a sm a d et h es p e c i a lm a po fd a l i a n h a z a r d o u sm a t e r i a l t r a n s p o r t a i o nb ym a p l n f o ；a t l a s t d e v e l o p e dt h es e c u r i t yi n f o m a t i o n s y s t e mo ft h eh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n p o r t a t i o ni nc i t yb a s e do nt h eg i s t ，u s i n gv b t h e s y s t e mi n c l u d e sb a s i si n f o r m a t i o ns u b s y s t e m ；r e a l - - t i m ei n f o r m a t i o ns u b s y s t e m ；t h er e a l - - t i m e p a t hg u i a d a n c es u b s y s t e mo ft h eh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o n ，t h ea i mi st op r o v i d ea v i s u a l i z a t i o nm a n a g e m e n tf o rt h eg o v e r n m e n t ，a n ds ow ec a ne f f e c t i v e l yp r e v e n tt h ea c c i d e n t a n di m p r o v et h eh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o nm a n a g e m e n ti nc i t y s e c u r i t ys y s t e m se n g i n e e r i n gi so r g a n i c l yc o m b i n e dw i t ho p e r a t i o n a lr e s e a r c h ，g i sa n d s o f t w a r ee n g i n e e r i n gi nt h i sp a p e r t h ef o u ri su s et ot h eh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n s p o r t a t i o n t h e nt h es e c u r i t yi n f o m a t i o ns y s t e mo ft h eh a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n p o r t a t i o ni nc i t yb a s e do n t h eg i s - th a sb e e nb u i l t t h es y s t e mc a nr e a l i z en o to n l yt h ec i t y se m e r g e n c yr e s c u e r e s o u r c e si n f o r m a t i o n si n q u e r ya n dr e a s o n a b l ec h o i c e ，b u ta l s ot h ed a n g e r o u sm a t e r i a l t r a n s p o r t st h er e a l t i m el o c a t i o n ，t h es y s t e mc a nk e e pa b r e a s to ft h es u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t ， a n dt h es y s t e mc a ng e tt h et r a n s p o r t sr e a l t i m eo p e r a t i n gp a t ha n dt h er e s c u er e a l - t i m ep a t h b yu p d a t i n gt h er e a l t i m ei n f o r m a t i o n s ot h ep r o b a b i l i t yo fa c c i d e n ta n dt h ea c c i d e n t s c o n s e q u e n c e sw i l lb er e d u c e d ，a n dt h es a f e t y o ft h et r a n s p o r to fh a z a r d o u sm a t e r i a l m a n a g e m e n t c a nb ei m p r o v e d k e yw o r d s ：h a z a r d o u sm a t e r i a lt r a n p o r t a t i o nb yr o a d ；r e a l - t i m ep a t hg u i d a n c e ； g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e mf o rt r a n s p o r t a t i o n 大连交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解太莲交通太堂有关保护知识产权及保 留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的 知识产权单位属太蓬銮通太堂，本人保证毕业离校后，发表或使用 论文工作成果时署名单位仍然为太蓬交通太堂。学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查 阅和借阅。 本人授权太整交通太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入 中国科学技术信息研究所中国学位论文全文数据库等相关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 、 又。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名：牧伎、 日期：砷年否月厂口日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 申子信箱： 锄鲐咿 日期：习年6 月7 日 电话： 邮编： 大连交通大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考 文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得太连銮通太堂或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不 实之处，由本人承担一切相关责任。 学位论文作者签名：；仗谩、 日期： 砷年6 月i o 日 绪论 绪论 危险品道路运输的特点 危险品道路运输具有道路运输的一切特点，如机动灵活、快速及时等。但由于其运 载的物质是危险化学品，在道路运输过程中，由于撞击、挤压等原因，盛装易燃、易爆、 有毒危险品的容器或附属设施有可能被击穿或破裂【l j 泄漏出大量的易燃、易爆、有毒 危险品，进而导致火灾、爆炸、中毒、环境污染等重大事故的发生。这是普通货物道路 运输所不具有的一些特点。 另外，不同于规律性较强，过程相对稳定，事故因素较明确的涉及危险化学品的固 定设施和设备，危险品道路运输不仅要考虑危险品本身的危险性和驾驶人员的安全性， 还要考虑危险品运输的特性，即危险化学品道路运输车辆有时必须通过人口聚集区域附 近的道路，从而对沿途的居民、行人等构成潜在的巨大威胁，一旦发生事故将会造成大 范围的人员伤亡和财产损失。还有一点很重要的是，周边环境、温度、风速等自然条件、 沿途人口密度、路况、道路交通状况、运输时i 日j ( 白天还是夜f s j ) 等因素会对危险品道路 运输事故的严重程度造成一定的影响。而且，道路运输事故发生的不确定性也加大了事 故预防与控制的难度。当前，危险化学品的道路运输已经引起政府部门和各企业广泛重 视，成为一个亟待解决的社会问题l 2 1 。 危险品道路运输事故的类型 承载物质的危险特性及其自身的运输特点决定了危险品道路运输比较其他道路运 输事件更易发生事故，而且事故后果也比普通的货物运输严重得多，在危险品道路运输 事故中，后果比较严重的事故主要有火灾、爆炸、中毒和环境污染。 火灾事故是指由于各种原因导致的发生着火且造成财产损失或人员伤亡的事故。在 危险品道路运输事故中，火灾事故占有相当大的比例。通常，危险品道路运输车辆承载 的易燃易爆液体或气体泄漏后，一旦遇到点火源就会被点燃而引发火灾。根据火灾燃烧 方式的不同，可以将危险品道路运输中的火灾事故分为池火( p o o lf i r e ) 、喷射火( j e tf i r e ) 、 火球( f i r eb a l l ) 幂f l 突发火( f l a s hf i r e ) 类【3 。 爆炸事故是指由于某种原因发生的意外爆炸，爆炸事故一般会造成财产损失和人员 伤亡。根据爆炸反应的性质，爆炸事故分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸事故。承载危 险品的运输车辆在城区运输时，若不慎发生爆炸事故，其后果是非常严重的。在危险品 道路运输过程中，发生频率较高、后果较严重的爆炸事故主要是指凝聚相爆炸事故、无 约束蕉气云爆炸事故及沸腾液体扩展蒸气爆炸事故。 人适交通人学1 ：学硕卜学何论文 中毒事故，危险品道路运输过程中经常由于有毒物质泄漏而发乍中毒事故，造成大 面积人群中毒。中毒是有毒物质进入人体而导致人体某些生理功能或组织、器官受到损 坏的现象。有毒物质对人体的危害程度取决于毒物的性质、毒物的浓度、人员与毒物接 触的时i 日j 等因素。通常，根据泄漏时问长短的不同，毒物泄漏分为瞬间泄漏和连续泄漏， 瞬间泄漏是持续时问很短的泄漏，连续泄漏是指持续时间比较长的泄漏。有毒物质泄漏 后发生扩散，如果不得到有效控制，将会导致扩散区域内的人群大范围中毒1 4 j 。 环境污染，有毒液体泄漏渗入土壤和岩石时，会直接或i 自j 接对十壤和地下水造成一 定的污染，严苇时甚至会导致地表植被桔死，河流、海洋中的生物死亡。而且，有些毒 性较大的化学物质，如多氯联苯、有毒重金属和放射性核素等，即使少量进入地f 水， 也会对人体造成较大危害1 5 j 。 国内外g i s t 的发展历史及应用现状 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m 简称g i s ) 是一个用来采集、存储、 管理、分析和显示地理现象信息的综合系统，已成为继地图之后地理学的第三代语言， 是地理学教学与研究的重要工具，也广泛应用到国土、地质、环境、城市规划与房产管 理、交通、电子政务及农林水等行业。从交通应用角度来看，它是以与道路等交通关联 的各类空间数据和属性为基础，在计算机软硬件技术支持下，实现对道路地理信息和交 通信息的收集、存储、检索、处理和综合分析。 交通地理信息系统( g i s t ) 的功能可分为：基本功能，包括编辑、制图和图形测 量等功能；叠加功能，主要是线性数据叠加功能；动态分段功能，是将交通网络中的连 线按属性特征分段；地形分析功能，能建立地表模型进行等高计算；栅格显示功能，使 交通地理信息系统可以包含图片和其他影像，并将对应的属性数据进行叠加分析；网络 分析功能，主要指路径优化分析( 最短路径分析) 、相邻和最临近分析等1 6 j 。交通地理 信息系统是g i s 在交通领域的具体应用和延伸，是在传统g i s 基础上，充分考虑交通现 象的线性特征和网络特征，并附之专门的交通建模手段而形成的专门化系统。简言之， 交通地理信息系统是g i s 和交通的有机集成系统【7 l 。 国外g i s t 的发展历史及应用现状 美国是较早利用计算机技术进行交通运输和规划数据库建立的国家之一。在2 0 世 纪8 0 年代中期，美国联邦公路署就，r 始了综合公路数据库的丌发研制，并在1 9 8 8 年建 成了实用的g i s t 。该系统包括4 5 0 0 0 条道路，总长5 9 5 4 5 5 8 k m 覆盖全美的公路网， 并且有与每条公路相关联的属性信息如公路等级、归属、编号、长度、路幅形式、中央 分隔带、交义u 类型、车道数、路面类型、桥梁、州交通量、州界等。1 9 9 5 年第2 0 届 绪论 p l a r c 会议上，美国联邦公路署向与会的各国代表提供了一张综合公路数据库v 2 0 版 光盘，该数据库是适合于交通运输网络规划、分析建模的综合数据库，是当时世界上最 大的公路数据库之一 2 9 - 3 1 j 。 ： 德国是较早将g i s 用于公路选线实际工作中的国家之一，例如，在兴建勃兰登堡的 o r a n i e n b u r g 市的绕城公路时，通过g i s 技术进行了该项目的环境协调性研究及路线方 案的规划。同本东京煤气公司研制了基于g i s 的车载导航系统，该系统由c d r o m 数 据库和实时通信系统组成，用于事故抢修、车辆调度和野外作业指挥。加拿大的艾伯塔 省建立了全省公路维护系统，实现了g i s t 对道路养护的决策支持。美国印第安纳州交 通部采用g i s 管理全州9 2 力m 的公路、上千座桥梁以及铁路、航道、民航机场等交通 信息吲。 国内g l s t 的发展历史及应用现状 从2 0 世纪8 0 年代起，我国公路管理部门采用o r a c l e 、f o x b a s e 、d b a s e 等陆续建立 了一些公路路况数据库，在“七五 、“八五 期间，交通部组织了一系列的旨在提高公： 路规划和管理水平的应用系统开发研制，包括路面管理系统c p m s 、桥梁管理系统c b m s 等，这些系统具有查询简单快捷特点，但只有公路属性数据，并未建立各级道路的空间 数据库，无法满足空间分析的需要，难以胜任对公路信息的全方位动态管理和进行公路 规划、建设和养护的分析和决策支持。为从总体上改善我国公路信息的管理水平，缩短 与发达国家之间的差距，交通部决定建立我国自己的公路数据库，并与1 9 9 1 年将省市 两级的公路数据库建设下达给陕西省交通厅，陕西省交通厅与中国科学院遥感应用研究 所合作，开发完成了地市级公路数据库t r a n s g i s 的研制开发。1 9 9 5 年交通部科技司在 申报国家重点科技项目“g i s 在公路信息系统中的应用研究与开发”中，着手研究将 g i s 技术用于公路建设和管理，建成基于g i s 的公路信息系统。1 9 9 8 年中国城市规划研 究院承担的8 6 3 项目“g i s 支持下的城市交通需求分析系统软件开发 ，将城市地理信 息系统和交通需求分析模型结合为一体进行研究开发，在交通需求分析中引入g i s 空间 数据模型和空l 日j 分析技术，从交通数据采集、管理、交通分析过程及结果的表现等方面 对交通需求分析进行支持。至此，g i s t 的研究在我国交通领域蓬勃展开1 8 j 。 国内外危险品道路运输研究的发展历史及应用现状 危险品1 9 j ( h a z a r d o u sm a t e r i a l s ) 凡具有腐蚀性、自燃性、易燃性、毒害性、爆炸性 等性质，在运输、装卸和储存保管过程中容易造成人身伤亡和财产损毁而需要特别防护 的物品均属危险品。我国目前已公布的法规、标准：g b 6 9 4 4 8 6 危险货物分类和品名 编号、g b l 2 2 6 8 9 0 危险货物品名表、g b l 3 6 9 0 9 2 常用危险化学品分类及标志， 3 人造交通人学i 学硕 ：学f 节论文 可将危险化学品分为八人类。分别为爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固 体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、毒害品、放射性物品、腐蚀品。 国外危险品道路运输路研究的发展历史及应用现状 鉴f 危险品道路运输事故的频繁发生及其造成的重大恶性影响，世界各国纷纷进行 相关研究1 1 u 。1 引。 b f a b i a n o ，f c u r r o 等人提出了危险货物运输评价方法与决策，对1 9 2 6 年至1 9 9 7 年意 大利的3 2 2 2 起设计危险化学品的事故进行调奄表明，4 1 事故均匀运输事故，指明运输 事故以：所有发生的事故中占有相当大的比重，应引起重视，文中运用事故后果评估方法 对危险物质运输的火灾、爆炸方面进行了评估。 r o b e r t ob u b b i c o 等人提出了基于个人风险和社会风险的l p g 道路与铁路运输风险分 析方法，该方法中引用了f n 曲线对l p g 道路和铁路运输带来的个人风险和社会风险进 行了分析，为运输沿途的个人和部门提供了风险标准。 b r u c ej t h o m s o n 等人总结了今年来世界各国在危险货物运输方面的相互协作情况， 提出了在危险货物运输方面建立合作组织对遏制危险货物运输重大事故的必要性。 美国化学工业委员会于2 0 0 1 年1 1 月出版了美国化学工业运输安全指南，该指南提出 了基于风险的运输安全评价。该指南是建立在目前化学公司现有的实践基础上，提供基 于风险评价的多层次评价方法，整个评价包括七个过程即化学品清单、化学品的危害等 级、暴露等级、对风险区分优先次序、进行风险评价、研究并实施减少风险的方法和预 测措施，最后是更新过程。 国内危险品道路运输研究的发展历史及应用现状 针对危险品的道路运输，我国先后制定并实施了，危险化学品安全管理条例、 道路危险货物运输管理规定、汽车危险货物运输舰则、道路交通安全法等 一系列法律法规，对遏制重特大危险化学品运输事故的发生，确保安全运输起到了重要 的作用。 近年来我国加强了危险品道路运输系统的安全管理，j 下在建立和完善基于3 g 技术的 事故预测顸警系统和应急救援系统，部分地区已实现了危险品道路运输实时监控。但我 国的危险品道路运输过程定量风险评价研究起步较晚，对于相关评价技术与方法以及路 径优化问题的研究较少。周坷从生态环境、人l 1 密集区、道路交通状况等方面建立了危 险品道路运输路线优化评价指标体系，采用模糊综合评价与层次分析相结合的方法量化 指标，以此进行优化选线。魏航等将危险品运输风险分为人口风险、环境风险和财产风 险3 部分，并考虑了危险品运输过程人lj 风险的时f b j 属性以及区域风险差异和个体风险 4 绪论 差异，构建了运输风险平衡性模型。吴宗之等对危险品道路运输过程的安全要素进行了 较系统的研究，从管理原因、人员失误、设备设施的缺陷、路况与环境影响等几个方面 剖析了事故原因，提出了危险品公路运输事故的预防与控制措施以及危险品道路运输过 程定量风险分析方法。；在运输过程个人风险和社会风险评价模型中引入了危险物质事故 易发性校正因子，以及车辆设备、人员素质、安全管理3 类风险消长因子，并给出了其 定量计算模型【1 6 - 2 0 , 7 1 l 。 危险品道路运输研究中存在的问题 国内外的相关研究工作对遏制危险品道路运输重特大事故，确保安全生产起到了琶 要作用。但是，当前国内外从事此方面研究的机构和人员还非常的有限，特别是国内近 几年j 。陆续有人投入这方面的研究，许多问题有待于深入探讨和研究。当前危险品道路 运输研究中还存在以下几方面的不足。 ( 1 ) 缺乏对危险品道路运输中的元素进行细致的分析。 ( 2 ) 现有的评价方法难以全面反映危险品道路运输系统的危险性。 ( 3 ) 国内事故资料和相关数据统计不足。 ( 4 ) 忽略了事故后果对环境的影响。 ( 5 ) 对危险品道路运输中路径优化选线问题的分析不够充分。 ( 6 ) 危险品道路运输仅仅局限于城市之间的运输，很少涉及市内。 ( 7 ) 危险品道路运输事故的控制技术方面的研究不足。 本文研究的意义和内容 本文研究的意义 城区内运输危险品，城区内的交通状况复杂，事故的发生概率加大，同时由于城区 内人口密度大，又增加了事故后果的严重程度。可以说城区内运输的危险品就是一个流 动的定时炸弹在城市居民的身边徘徊，一旦发生事故将会造成大范围的人员伤亡和财产 损失。 本课题将g i s t 运用到大连市城区危险品道路运输中具有以下优势： ( 1 ) 利用g i s t 可以对危险品运输车辆进行跟踪定位，了解危险品运输车辆的实 时状况。 ( 2 ) 在g i s t 基础一卜研究大连市区应急救援资源，能够快速查询整个大连市区的 应急救援资源情况，具有直观、节省时问的作用，因此能够提高应急救援的综合反应能 力。 5 人连交通人学i 学硕卜学f 亏论文 ( 3 ) 禾| j , q dg i s t 实现城区危险品运输车辆运输路径的实时诱导和应急救援路径的 实时诱导能够根据实际的路况，环境条件等对车辆的运输路径进行控制，发生事故后也 能够对应急救援资源进行合理的调度。能够有效的降低事故的发生率，减少事故产生的 损失和人员伤亡。 本文的主要研究内容 论文主要介绍了本课题所依据的理论知识和系统设计的内容、功能。 整个沦文根据每章的内容分为五个部分。第一章主要介绍了两类危险源的划分原 理，根据划分原理对危险品运输中的危险品进行了辨以，并介绍了城区内的应急救援资 源组成情况。第二章详细分析了城区危险品运输的诸多影响凶素，构建了可用于城区危 险品道路运输的实时评估模型。第三章在综合分析了f l o y d 算法、遗传算法和d i i s k r a 算法各自优劣的基础上，提出了基于角改进的d i j s k r a 算法，将其应用于危险品运输路 径实时诱导和应急救援路径路径实时诱导。第四章分析了m a p l n f o 的功能、优缺点，并 简要介绍了大连市危险货物运输专题地图的制作过程。第五章为本论文的中心，详细介 绍了“基于g i s t 的城区危险品运输安全管理系统”的设计开发过程和主要功能。最后 在论文的结论和展望部分介绍了本系统的优劣，并提出了下一步的计划。 6 第一章危险源与府急救援资源分析 第一章危险源辨识与应急救援资源分析 1 1 危险源辨识 危险源是指一个系统中具有潜在能量和物质释放危险的、在一定的触发因素作用下 可以转化为事故的部位i 区域、场所、空间、岗位设备及其位割3 1 。根据危险源在事故 发生、发展中的不同作用，将危险源划分为第一类危险源和第二类危险源。 1 1 1 第一类危险源 根掘能量意外释放理论，事故是能量或危险物质的意外释放，作用于人体的过量的 能量或干扰人体与外界能量交换的危险物质是造成人员伤害的直接原因。通常把系统中 存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质称为第一类危险源。根据第一类危险源的 定义，对于危险品道路运输来说，所运输的各种危险化学品为第一类危险源，包括各类 易燃、易爆、有毒的危险化学品，具体可参照g b l 3 6 9 0 - 9 2 常用危险化学品的分类及标 志。 对于危险品道路运输来说，影响第一类危险源的因素主要为如下两点。 1 ) 危险化学品本身的因素 危险化学品本身因素包括它的危险特性( 如可燃性、爆炸性和有毒性、腐蚀性) 、物 理化学性质( 如扩散性能、闪点、燃点、燃烧热、饱和蒸汽压、燃烧极限和爆炸极限、 沸点和熔点、密度) 等。危险化学品的危险特性对事故的可能伤害形式产生直接影响。 具有可燃、爆炸性的化学物质一旦发生事故，由于热辐射、爆炸波和爆炸产生的碎片的 作用，将导致邻近范围内的人员伤亡和财产损失；有毒有害性的化学物质只对人员产生 伤害，但有可能由于人员伤害后诱导其它事故的发生；腐蚀性的化学物质对设备和人员 均能够产生伤害，其中对设备的腐蚀会导致设备的结构受损而增加事故发生的可能性。 2 ) 危险物质的数量 对于危险品道路运输，运输槽车气瓶中所装载的火灾、爆炸或有毒危险物质的数量， 直接关系到潜在事故后果的严重程度。显然，对于同一种物质，其运输数量越大，其潜 在的事故严重度就越大。 7 人迕交通火。学f ：学硕十学何论文 1 1 2 第二类危险源 把导致各种危险物质和能量约束或限制措施破坏、失效的各种冈素称为第二类危险 源。从系统安全的观点束考察，使能量或危险物质的约束、限制措施失效、破坏的因素， 即第二类危险源，包括人、物、环境三个方面。 因此，对于危险品道路运输来说，第二类危险源( 各种诱发第一类危险源失控的因 素) 有容器破裂、驾驶员失误、路面不良、道路交通环境恶劣等。 1 2 城区内应急救援资源分析 运输的危险品是一个动念的危险源，一旦在运输过着早中发生事故，相应的应急救援 是相当困难的，因此应急救援资源是否满足需要足应急救援工作的基础和关键，它将直 接影响应急救援工作的丌展情况。下面就对城区内应急救援资源现状和组成进行分析。 1 2 1 现状 1 ) 应急救援物资匮乏 随着我国经济的发展，危险品的道路运输越来越频繁，种类也越来越多，这就给相 应的应急救援工作提出了更高更新的要求。然而，危险品运输车辆上的应急救援物资相 当的匮乏。一旦发生事故，由于缺少应急物资，因此失去了控制甚至是消除危险的最有 效的时间，导致事故扩大。 2 ) 应急救援信息沟通不及时 我国大部分地区尚未建立统一的应急救援信息沟通平台和资源共享体系，对本区域 内的应急救援资源不清楚，造成应急救援资源的浪费。同时，由于无统一的信息处理和 协调指挥平台，相互之间的沟通不及时，较多时候都是到达了事故现场才知道运输的危 险物质，j 拟定救援措施，从而应急救援的时效性大大降低。 3 ) 应急救援人才缺乏 目前危险品运输驾驶员和押运员大多数都不具备这方面的专业知识，有的是临时招 聘来的，有的仅仅是经过短短几十个学时的培训便走上了押运员的岗位，他们对所押运 的危险品的特性、消防对策、以及发生事故的应急程序等都不甚了解。据不完全统计危 险品运输事故后果扩大化在8 0 以上是由于运输车辆发生事故后，驾驶员和押运员首先 逃离现场，失去了控制事故的最佳时机。其次是主管部门缺少既懂技术又懂管理的人彳。 而些具有丰富应急救援经验的号家又不能及时参与主管部门组织的应急救援工作，因 而导致人彳使用效率较低1 2 9 , 3 0 1 。 8 第一章危险源与麻急救援资源分析 1 。2 1 应急救援资源的组成 本文拟建立以消防和医疗为重点、以公安为辅的应急救援信息子系统，所涉及的应 急救援资源主要包括应急救援的物质资源和应急救援机构【3 l 】。 1 ) 应急救援物质资源 应急救援物质资源主要包括危险品运输车辆车载救援资源和消防机构的救援资源。 车载救援资源能在第一时间控制甚至消除危险。当车载救援资源不能及时的消除危险 时，这时就必须求助于消防机构。 2 ) 应急救援机构 ( 1 ) 应急救援组织机构( 又称“应急救援指挥中心”) 应急救援组织机构是整个应急救援机构的重心，主要负责协调事故应急救援期f s j 各 个机构的运作，统筹安排整个应急救援行动，为现场应急救援提供各种信息支持，必要 时迅速召集各应急机构和有关部门的高级代表到应急中心，实施场外应急力量、救援装 备、器材、物品等的迅速调度和增援，保证行动快速、有序、有效地进行。 ( 2 ) 医疗救治机构 通常由医院、急救中心组成。主要负责对伤员进行现场分类和急救处理，并及时合 理转送医院治疗进行救治，对现场救援人员进行医学监护。 ( 3 ) 消防与抢险机构 主要由公安消防队、专业抢险队等组成。其重要职责是尽可能、尽快地控制并消除 事故，营救受害人员。 ( 4 ) 警戒与治安组织 通常由公安部门、武警、军队、联防等组成，主要负责对事故影响范围内的交通路 口实施定向、定时封锁，阻止事故危害区域外的公众进入；指挥调度撤出事故影响区内 的人员，及时疏散交通阻塞；对重要目标实施保护，维护社会治安等【3 2 枷l 。 本章小结 本章首先介绍了两类危险源辨识的依据，并对城区危险品运输中的危险源进行了辨 识；同时分析了城区内关于危险品运输事故应急救援的现状。根据分析本文拟建立以消 防和医疗为重点、以公安为辅的应急救援信息子系统，并对应急救援资源组成情况进行 了分析。 9 人迕变通大学产硕十学何论文 第二章危险品城区道路运输影响因素分析 单纯的运输过程就是指运输工具承载危险品在运输线路上运行的过程，这个过程是 危险品安全风险最大的过程。据分析表明，在危险品运输过程中所发生的事故占事故总 数的4 0 以上。危险品运输过程中风险度高的主要原因有以下方面 1 9 , 2 0 】： ( 1 ) 运输工具在运输过程中发生交通事故的频率较高，在交通事故中造成危险品泄 漏、撒落、挥发或直接发? t - 爆炸、火灾及环境污染，是引发危险品灾害最主要的原因。 ( 2 ) 每一种运输方式都是一个复杂的系统，其运输过程都是丌放性的过程。 ( 3 ) 运输过程是运输：亡具承载着危险品在线路上运行的过程，作为一个流动的危 险物，在整个运输过程中其风险具有全程性、全时性和动态性，风险影响面广、线长、 实时监控难度大。 。 ( 4 ) 运输工具的运行作业，主要是由驾驶操作人员独立进行的，在危急时刻其安 全完全掌握在操作者一人手中，安全约束和保障能力低。 本文将危险品城区道路运输的影响因素分为两大类：静态影响因素和动态影响因 素。静态影响因素又分为危险品的种类、危险品的包装方式、车辆状况、道路固有特征 以及道路难度；动态影响因素分为气象条件、交通状况、人员暴露密度。 2 1 静态影响因素 2 1 1 危险品特性 根据标准g b 6 9 4 4 8 6 危险货物分类和品名编号、g b l 2 2 6 8 9 0 危险货物品名表、 g b l 3 6 9 0 9 2 常用危险化学品分类及标志，可将危险化学品分为八大类。这八大类危 险品的危险性均具有燃烧性、爆炸性或毒害性中的一种或几种，因此在本论文中，采用 这三种特性：燃烧性、爆炸性和毒害性。根据危险物质的危险特性相对权重的取值见表 2 1 所示。 表2 1 危险晶特性 t a b l e 2 1c h a r a c t e r i s t i co f h a z a r d o u sm a t e r i a l 表j 符号影响i 大l 素权值 燃烧十牛 0 5 v 爆灼十牛 l 毒忡 1 1 0 第一二章危阶，铺城道路运输影响冈素分析 2 1 2 危险品包装状况 在此综合考虑危险品的包装方式、包装类别、包装等级，同时也包括运输车辆的状 况，将这几部分内容简化为总体包装状况，分为三个等级良好、一般、较差。根据危险 品的总体包装状况及文献【2 4 】来选取相应的权值，详见表2 2 所示。 表2 2 危险晶包装状况 t a b l e 2 2p a c k a g es i t u a t i o no fh a z a r d o u sm a t e r i a 表，j 符0状态权值 良好 0 5 p 一般0 5 p 0 8 较差0 8 5 ) 1 1 d 3 1 2 1 级公路o 8 d 1 1 o d 3 下坡( 坡度 5 ) 1 2 d 3 1 3 d 1 2 级公路1 o 5 )1 3 d 3 1 5 3 级公路 1 5 d 1 2 o 单车道 1 8 d 4 2 6 4 级公路2 0 d l 2 5双中道1 2 d 4 1 8 直路1 0双车道和应急车 o 8 2 0 0 米) 1 o d 2 1 3 三乍道和心急车 0 8 道 弯路( 半径 2 0 0 米)1 3 d 2 2 2 照1 9 j 好的隧道 0 6 中路1 o d 5 j e 他隧道 o 6 d 5 0 8 d 3 i ：坡( 坡度 5 ) 1 o d 3 1 1 桥 o 8 d 5 1 2 人连交通人学l ：学硕十学何论文 2 1 4 道路难度 道路难度表示为道路通行的时问包括道路的理论通行时l 日jl ，红绿灯的间隔时i h j 瓦以及车辆通行交叉路口的时间t 。 2 1 5 道路排水设施 交通路面的积水情况同样对车辆的运行造成影向，在此将道路排水的充分性也作为 一个影响凶素。道路排水设施权值的选取是依据参考文献【2 3 】道路排水的充分性实现的， 详见表2 4 所示。 2 2 动态影响因素 2 2 1 气象条件 气象条件权重的选取则根据当时的天气状况包括晴朗天气、下雨雾以及下雪冰雹 来进行【1 引，详见表2 5 所示。 表2 5 气象条件 t a b l e 2 5w e a t h e rc o n d i t i o n 表2 6t - 流状况 t a b 2 6t r a f f i cs t a t u s 表示符譬冈素权重表j 符号岗素权重 晴朗 1 0低密度( 5 0 0 辆h )o 8 q雨雾1 0 q 1 5 j 中密度( 1 2 5 0 辆h ) o 8 j 1 0 雩冰雹1 5 1 2 5 0 辆h )1 0 3 0 权重aj33 1 0 0 权值bo 80 8 b 1 51 5 b 22 b 4 2 3 实时评估模型 基于上述分析，构建动态交通网络中危险品运输实时路径的评估模型如下【6 2 】： 定义1 危险品车辆在某条路段实际通行时间： 正一v x p x d l d 2 x d 3 x d 4 x d 5 e q x a x b 瓦( 2 1 ) 定义2 危险品车辆在交叉路口实际通行时间： 疋= v x p x d l x d 3 x d 4 x e x q x l + ( 2 2 ) 由于车辆通行交叉路口的理论时间相当的短与交叉路口处的红绿灯的时间相比较 是可以忽略的，因此危险品车辆在交叉路口的时间可近似为红绿灯的变化时间，故公式 ( 2 2 ) 可简化为： 疋= 瓦( 2 3 ) 注：在本公式中v 、p 、q 、a 等仅仅只是一个符号，动态影响因素的数值需根据实时的 情况不断更新，以接近实际的状况。 本章小结 本章分析了城区危险品道路运输的主要影响因素，既包括一般道路运输的影响因 素，又包括危险品本身的危险影响因素。根据实时性分为静态影响因素和动念影响因素， 并在此基础上建立了一个动念的实时评估模型。 1 3 人连交通人。l 学硕十学位论文 第三章基于g i s t 的城区危险品运输诱导路径的选择 基于g i s t 的城区危险品运输路径诱导即运用g i s t 的网络分析功能和动态分段功 能，寻找实时最短路径，进而实现路径的实时诱导。因此可以认为基于g i s t 的城区危 险品运输路径诱导在g i s t 的基础上寻找一个实时的最短路径。在第二章对应城区危险 品运输影响因素分析的基础上，对应最短路径的算法进行研究，并自行开发了一种更为 简便的且适合城区危险品运输最短路径的算法。 3 1 最短路径算法的研究现状 最短路径的求解是图论中网络优化部分的一个基本问题。在图论中一般网络的最短 路径问题可以分为以下三类：( 1 ) 求网络中指定两个节点问的最短路径；( 2 ) 求网络 中指定一个节点到网络中其他任意节点的最短路径； ( 3 ) 求网络中任意两个节点i 、日j 的 最短路径。对于前两类问题，最常用的求解算法足标号法。标号法是指对节点赋予距离 标号，并通过迭代对距离标号进行逐步修正的最短路径算法的统称。标号法又可分为两 类| 4 2 l ：标号设定法和标号修正法。标号设定法在对标号逐步修讵的迭代过程中，每次迭 代将一个节点从临时标号集合移入永久标号集合，一般用于求解各弧段费用为非负的最 短路问题，最经典的标号设定法为d i j k s t r a 算法；与此相对应，标号修正法每次迭代时 并不将任何节点标号从临时标号转变为永久标号，而只是对临时标号进行一次修正，只 是在所有迭代终止时，所有节点标号才同时转变为永久标号。标号修正法可以用于求解 网络中存在负费用路段的最短路问题，最经典的标号修正法为b e l l m a n f o r d 算法。对于 第三类问题，通常采用矩阵迭代的方法，即用矩阵的元素来表示网络中任意两个节点问 的距离，通过矩阵运算不断修正矩阵中的元素直至求出所有节点问的最短路径。最经典 的算法为f l o y d 算法和矩阵相乘法。近年来，随着最短路求解应用范围的扩大，以提高 搜索效率为目标，研究者们又丌发了众多的最短路径算法。其中最经典的是a 。算法和 双向搜索算法。 3 2 最短路径算法介绍 最短路径算法是资源分配、路线设计及分析等优化问题的基础，而交通网络分析中 的其他问题，如最可靠路径问题、最大容量路径问题、各种各样的路径导航问题也都可 以州并到最短路径问题类璎中。下面给出了几种算法进行详细的介绍。 1 4 第二章基tg i s - t 的城区危险品运输最短路行的选抒 3 2 1 f l o y d 算法 f l o y d 算法的形式简单便于实现。f l o y d 算法涉及的特定的符号表示及其含义如下。 d ：为从节点v