（环境工程专业论文）铁路危险货物运输环境风险管理信息系统的研究与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 危险货物具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蚀、放射性等特性，由于种 类繁多，在铁路运输过程中，可能因自然或人为等因素发生危险品散落、泄 露等，造成突发性环境污染事故，破坏生态环境，严重威胁着社会公共安全。 因此，为最大限度地减小铁路危险货物运输环境污染事故所造成的人员伤亡、 财产损失以及对事故周边环境产生的负面影响；及时、有效、科学地处理危 险货物在铁路运输中可能发生的突发性环境污染事故，保障环境安全，建立 基于现代信息科学技术的环境风险管理信息系统显得尤为迫切。 本文首先结合国内外危险货物铁路运输环境风险管理研究的现状，分析 我国铁路危险货物运输环境污染事故的特点，阐述了建立铁路危险货物运输 环境风险管理信息系统的必要性与可行性。随后，提出铁路危险货物运输环 境风险管理信息系统的设计目标以及研究思路。 以铁路危险货物运输环境污染事故应急响应流程为依据，结合管理信息 系统设计的基本思想，确定系统b s 的总体开发模式以及开发的软、硬件环 境；再根据系统的总体架构以及系统主要功能框架，采用j s p + o r a c l e 技术分 别设计开发铁路危险货物环境风险管理信息系统的各个子系统，并扼要介绍 了系统设计中所需的相关信息开发技术。本文则着重论述了系统设计的重点 与核心部分，即后台数据库的建立，反映出各子数据库所包含的属性数据信 息。同时，为辅助网络地理信息系统的计算机建模化，实现污染物扩散模拟 在地图上直观显示，本文还简要介绍了污染物泄漏、大气扩散及水体扩散的 基本数学模型。 在整个设计完成后，本文对系统各功能模块逐一进行功能展示严实现了 数据查询、修改、更新、删除、上报、数据维护等基本操作功能，并初步实 现了铁路危险货物运输典型环境污染事故影响范围、影响程度的动态模拟功 能。最后，本文对系统目前所实现的全部功能进行总结，就数据库、网络地 理信息系统以及6 f 台界面三方面分析了系统设计和应用中所存在的不足，对 系统进一步深入研究进行了展望。 关键词：危险货物：铁路运输；风险管理：管理信息系统 西南交通大学硕士研究生学位论文第1i 页 a b s t r a c t h a z a r d o u sm a t e r i a l sp o s s e s ss u c h q u a l i t i e s 丛e x p l o s i o n ，f l a m m a b i l i t y , c o n t a m i n a t i o n ，i n f e c t i o n ，e r o s i o n ，r a d i o a c t i v i t y , e t c b e c a u s eo ft h ev a r i e dk i n d s ， d u r i n gt h er a i l w a yt r a n s p o r t a t i o ns u d d e ne n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na c c i d e n t sc o u l d h a v er e s u l t e df r o mn a t u r a le i t h e rh u m a nf a c t o r , d e s t r o y i n gt h ee c o l o g i c a l e n v i r o n m e n td i r e c t l ya n dt h r e a t e n i n gt h ep u b f i cs e c u r i t y t h u s ，f o rm i n i m i z i n g h u m a nc a s u a l t i e s ，p r o p e r t yl o s s e sa n dn e g a t i v ee f f e c t sa r o u n dt h es i t e ，u l t i m a t e l y d e a l i n g w i t ht h ee n v i r o n m e n t a la c c i d e n t si nh a z a r d o u sm a t e r i a l s r a i l w a y t r a n s p o r t a t i o n ，a n de n s u r i n ge n v i r o n m e n t a ls a f e t yi t i sc r i t i c a lt ob u i l dau n i t e d e n v i r o n m e n t a lr i s ki n f o r m a t i o na n dm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h em o d e m i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y f i r s to fa l l ，t h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr i s km a n a g e m e n tr e s e a r c hs t a t u si s i n t e g r a t e di n t h i st h e s i s ，a n a l y z i n gt h ed o m e s t i cr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o nr i s k m a n a g e m e n ta c t u a l i t y a n de x p l a i n i n gt h en e c e s s i t ya n df e a s i b i l i t yo fs y s t e m i n s t a u r a t i o n l a t e r , t h er e s e a r c ha i ma n dp r o c e s sa b o u te n v i r o n m e n t a lr i s k i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mo fh a z a r d o u sm a t e r i a l sr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o na r e p u tf o r w a r d a c c o r d i n g t o t h e e m e r g e n tr e s p o n s ep r o c e d u r e w i t h r e g a r d s t o e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na c c i d e n t so c c u r r i n gd u r i n gh a z a r d o u sm a t e r i a l sr a i l w a y t r a n s p o r t a t i o n ，i n t e g r a t i o n o ft h eb a s i c d e s i g nt h o u g h t so fm i s ，s o f t w a r ea n d h a r d w a r ee n v i r o n m e n ti sc o n f i r m e d m o r e o v e r , b a s e do nt h ec o l l e c t i v i t ya n d f u n c t i o nf r a m e w o r k ，b o t hj s pa n do r a c l ea r ea p p l i e dt od e v e l o pe a c hs u b - m o d u l e o ft h es y s t e mr e s p e c t i v e l y a l s o ，s o m ei n f o r m a t i o nt e c h n i q u e sr e q u i r e dw i t h i nt h e d e s i g na r ei n t r o d u c e d w i t he m p h a s i so nm i sd e s i g n ，t h i sp a p e rs t r e s s e st h e d a t a s h e e tc o n s t r u c t i o nt h e r e o f a t t r i b u t ed a t aa r ec o n t a i n e di ne a c hm o d u l e so ft h e d a t a b a s e b e s i d e s ，i no r d e rt oc o m p u t ea n ds i m u l a t et h ec o n t a m i n a n t sd i f f u s i o n ， t h eb a s i cm a t h e m a t i c a lm o d e l sc o n c e r n i n g l e a k i n g ，g a sp e r v a s i o n a n dw a t e r d i s p e r s i o na r ei n s t r u c t e db r i e f l y a f t e rt h em i sd e s i g n ，t h ef u n c t i o n sw i t h i ne a c hm o d u l e so ft h es y s t e ma y e 西南交通大学硕士研究生学位论文第l ii 页 d e m o n s t r a t e d s e p a r a t e l y i nt h i s t h e s i s o p e r a t i o n s s u c ha sd a t as e a r c h , m o d i f i c a t i o n , u p d a t i n g , d e l e t i o n ，r e p o r tg e n e r a t i n g a n d m a i n t e n a n c ee t c a r c r e a l i z e d f u r t h e r m o r e ，ap r e l i m i n a r ys t u d yr e g a r d i n gi n c i d e n c ea n di m p a c te x t e n t o fa l le n v i r o n m e n t a la c c i d e n ti nh a z a r d o u sm a t e r i a l sr a i l w a y 仃a n s p o r t a t i o ni s c o n d u c t e db ym e a n so ft h es i m u l a t i n gf u n c t i o n f i n a l l y , t h e s ef u n c t i o n si m p l e m e n t e dr e c e n t l ya l es u m m a r i z e di nt h ed i s s e r t a t i o n a l s o t h ed e f i c i e n c i e si nt h ea s p e c to fm i sd e s i g na n da p p l i c a t i o na r ea n a l y z e d , i n 0 r d e rf o r t h es y s t e ml u c u b r a t i n gi nt h ef u t u r e k e yw o r d s ：h a z a r d o u sm a t e r i a l s ；r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n ；r i s km a n a g e m e n t ； m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作 所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1 结合国内外危险货物铁路运输环境风险管理研究的现状，分析我国铁 路危险货物运输环境污染事故的特点，阐述了建立铁路危险货物运输环境风 险管理信息系统的必要性与可行性。 2 结合管理信息系统设计的基本思想，确定系统总体开发模式以及开发 的软、硬件环境；再根据系统的总体架构以及系统主要功能框架，采用 j s p + o r a c l e 技术设计铁路危险货物环境风险管理信息系统，实现数据查询、 上报、数据维护等基本操作功能，并初步实现了铁路危险货物运输典型环境 污染事故影响范围、影响程度的动态模拟功能。 3 引入地理信息系统( g i s ) 的空间数据管理功能与空间分析功能，g i s 在环境事故应急处置系统中的作用可归纳为以下几个方面：提供空间数据 及相关属性数据快速存取及管理功能；提供分层的可视化显示功能；与 环境污染数学模型相结合进行缓冲区分析，生成有效的决策支持信息。 剃乙 7 ob s 、1 s 。 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密胃使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“ ) 学位论文作者签名：黝乙 指导老师签名： 同期： 2d 口8 了多， 同期： 沁1 斗 渺p 苫 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 研究背景与研究意义 近年来，随着我国国民经济的迅猛发展，各行业生产领域的不断扩大，生 产节奏的日益加快，促进了铁路、公路、水路交通建设的高速发展，也带动了 铁路、公路及水陆客货运能力的不断提高。其中，由于国家对能源、化工、建 材、医药等行业产品需求的急速增长，危险货物的运输量也在逐年增加。我国 目前有6 0 0 0 多种危险货物，其中常用的有2 0 0 0 多种。据统计，我国9 5 以上 的危险货物涉及异地运输问题，如液氨的年流动量达8 0 多万吨，液氯的年流动 量达1 7 0 多万吨【1 1 。目前我国铁路每年运输危险货物量近1 6 亿吨，全国铁路线 共有2 1 8 7 个危险货物运输办理站，其中专办危险货物的有3 3 0 个，专办危险货 物集装箱的有9 8 个，专办剧毒品的6 4 个，另外还有1 6 9 5 个车站衔接的3 4 6 4 条企业专用线办理危险货物到发业务1 2 1 。 由于危险货物的种类繁多，性质各异，其中相当数量的危险货物具有易燃、 易爆、有毒、腐蚀性、放射性等危害性，在铁路运输过程中，诱发事故的因素 又很多( 如受热，遇明火、碰撞、振动、摩擦等) 稍有不慎，极易导致严重的 灾害、人员伤亡事故和国家财产损失，同时可能造成严重的突发性环境污染事 故。目前对铁路行车事故的施救措施相对比较成熟，而防止危险货物铁路运输 引起的突发性环境污染事故还尚无应对的成熟经验；为此，强化对危险货物铁 路运输的安全预警，保障运输的安全性和可靠性己成为危险货物铁路运输的首 要任务，也成为铁路运输行业中对铁路沿线环境保护的一项重要课题1 3 j 。 伴随着社会经济的高速发展以及人口的不断膨胀，与此同时，突发性环境 污染事故也已成为当今世界各国所面临的一个重大环境问题。如1 9 8 4 年1 2 月 3 同美国碳化联合公司在印度博帕尔的农药厂发生了甲基异氰酸毒气泄漏事 故，导致2 5 0 0 多人死亡，2 0 多万人中毒，数千人眼睛失明，1 0 万人终身残疾； 1 9 8 8 年，前苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸泄露事故，导致3 3 人死亡，1 3 5 8 人受伤；1 9 9 3 年8 月，深圳市发生化学品仓库大爆炸，导致1 5 人直接死亡，7 座仓库被毁，直接经济损失达2 亿元；2 0 0 3 年1 2 月2 3 同，位于重庆市丌县高 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 桥镇的川东北气矿“罗家1 6 h 气井发生特大井喷事故，直接造成1 9 8 人死亡， 9 3 万多人受灾，直接经济损失达6 4 3 2 3 1 万元：2 0 0 5 年1 1 月1 3 日，吉林石化 分公司双苯厂发生爆炸，造成大约8 0 t 的硝基苯进入松花江，形成跨国特大污 染事故。所有这些事故所造成的损失与恐慌对各国环境安全带来重大的威胁； 同时也给漠视突发事故所造成重大环境污染敲响了警钟。为此，加强铁路危险 货物运输环境安全风险管理，可以最大限度地减小事故对环境的污染，保障人 民生命财产安全，促进铁路可持续发展。同时，对于提高铁路系统各级管理部 门监控各类危险货物铁路运输突发性环境污染事故，事故发生后应急响应，事 故处理处置过程、方式等综合反应能力显得尤为重要。 信息科学技术的不断发展与深化，为铁路运输行业的迅速发展创造了有利 的科技条件，为此如何合理地利用现有信息技术提高铁路危险货物运输管理水 平，完善铁路危险货物运输体系，及时、有效、科学、妥善地处置铁路运输中 可能发生的突发性环境污染事故，防止环境质量的突发性恶化，减少环境污染 所造成的损害，确保环境最大安全，避免人民生命、财产受到威胁，提高经济 和社会效益，已成为迫切需要解决的问题。根据国内外的相关经验，利用信息 科学技术解决这些问题的有效手段是通过建立相关的信息管理系统，如本文所 要介绍设计开发的铁路危险货物运输环境风险管理信息系统。m i s ( 管理信息 系统) 的建立不仅可以较直观、形象、生动地查询基本信息，而且还便于实现 动态、实时地信息管理。 此外，信息科学技术的发展还带动多学科、交叉学科的应用研究，这也是 对各专业自身学习的丰富与提高。一个风险信息管理系统的设计覆盖多方面的 学科知识，如环境、计算机以及测绘应用等。首先需要将计算机领域中的数据 库知识与环境信息问题相结合，开发集成的管理信息系统；其次，需要将计算 机的编程技术与测绘遥感中的地理信启、系统知识相互联系，模拟实现环境预测， 辅助环境决策。这样一方面可以将环境应用方面的难题纳入到计算机、测绘学 科的范畴解决，另一方面还可以丰富计算机及测绘等相关专业理论知识的实际 应用，实现资源共享，具有很强的科研价值。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 自2 0 世纪6 0 年代以来，世界许多发达国家环境污染处于高发期，不仅包 括常规性的环境污染( 如水、固体废弃物、大气等) ，还包括在危险货物的生产、 运输、使用过程中所导致的突发性环境污染事故，这类事故的不断发生所造成 的人员伤亡，财产损失以及环境污染不断加剧，从而给各国造成了巨大损失。 至2 0 世纪7 0 年代，关于环境污染事故的防范和应急在国际上开始受到重视。 世界各国政府，尤其是一些发达国家率先制定了一系列风险应急管理的措施， 并逐步建立起相关的应急管理机制。联合国环境规划署于1 9 8 8 年提出了 “a p e l l ”( a w a r e n e s sa n dp r e p a r e d n e s sf o re m e r g e n c ya tl o c a ll e v e l ) 计划1 4 j ，即 “地区级紧急事故意识和准备 ，该计划主要针对发达国家和发展中国家发生的 那些对环境及地方社区产生负面影响的事故，旨在提高公众对恶性环境污染事 故的了解与认识，帮助地区做好准各，以应对各类环境紧急事件，组织并制定 应急计划，确保地区内的人民生命健康，减少财产损失，保护生态环境。就从 政策法规的制定角度来讲，各国的差异并不大；而差异所反映的仅是各国对危 险货物的管理方法，以及各国采用的信息技术手段所实现对危险货物的运输管 理【5 】o 美国铁路公司高度重视行车事故中化学药品和易爆、易燃、有毒物品的防 护。各铁路公司均建有应急计划及相应的管理体制，美国运输部建立了环境应 急响应系统，把防止事故中环境污染列为重点工作，把防止事故中环境污染列 为重点工作，配备了完善的有害物质收集、防护设备，在发生危险货物运输事 故时可进行快速抢救及控制污染区域，还编制专门教材对应急处置人员进行培 训。另外，美国的环保法也对铁路行车事故中化学品对事故地区污染处理 做出了严格要求1 6 j 。同时，美国对于突发性环境污染事故应急决策支持系统的 研究和应用也有较长的历史，联邦应急管理局( f e m a ) 1 7 , 8 】担负着应对各种事 关国土安全的突发事故与灾害的责任，应急管理涉及从预防到减灾、准备与应 对、重建与修复等各个紧密相连的环节；在每个环环相扣的过程中，f e m a 都 要提供有效的应急措施，并保证应急链条的协调运转。在其所建立的决策支持 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 系统中，集成了各种应急处理的决策支持系统，用于辅助应急指挥者对应急计 划的制定、协调、响应和训练等。该系统包括了人机界面，关系数据库系统 ( r d b m s ) ，电子邮件系统，报告系统、计划管理系统，g 1 s 系统、有毒物质 危害模型和分析工具等。该系统实现了面向用户的决策支持功能，能够实现应 急计划的关联、救护和应急的管理等功能。特别是在“9 1 1 事件后，该系 统得到迅猛发展，当前，已形成一套较完善的突发性重大环境污染事故应急决 策系统，系统包括决策制定流程、重要的决策支持技术等。 加拿大的危险货物运输管理总结起来有以下几点：管理体制健全；运 输法律完善；管理人持证上岗：健全的全国信息系统；检查权与处分权 分离；各省危险货物运输应急反应中心各司其职；明确安全责任。从1 9 9 2 年开始，加拿大针对危险货物的运输提出应急响应协助计划即( e r a p ) 【9 1 ， 负责对各种不同危险货物事故应急的技术咨询、指导工作，运输部还为此设立 了运输应急中心。负责全国危险货物事故应急的技术咨询、指导工作。中心设 有功能强大的数据库，收集了超过5 0 万种化工产品的品名、理化性质、制造原 材料、用途、应急措施等数据资料。同时能针对危险货物的化学、物理、毒害 特性，健康危害和医疗救助，火灾、爆炸、有毒物泄漏的抢救行动、警戒距离、 人员防护和清污等问题提供咨询意见。 日本的突发性环境污染事故应急响应信息系统【6 , 1 0 主要由信息联络系统、 受灾信息收集系统、信息披露、媒介应对系统等子系统组成，形成应急信息采 集、传输、加工、应用和发布的完整信息体系，为及时了解和掌控危机的应急 进程提供了技术保障，相关防灾情报都在网上发布，供国民查询，同时实施可 行的宣传措施，以消除国民的恐惧与不安。 欧盟国家对危险货物运输所执行的法规模式如图1 - 1 所示1 10 1 。如法国从 2 0 0 1 年开始要求所有从事危险货物运输的公司必须有一名对联合国危险货物 运输建议书精通的专家或顾问，主要负责对危险货物装、运、载全程指导； 对从业人员进行培训；对公司营运活动进行必要审核，并将审核报告提交给公 司主管或政府部门；参与公司运输事故的调查，并提交调查报告。而德国铁路 的信息系统发挥了重要作用1 1 1 】。从订单的录入、传递到货物的运输追踪、到达 交付，全部信息流程由专业的软件程序完成，效率高，可靠性好。同时，欧盟 突发性重大环境污染事故的应急决策支持系统的建设一直在深化中，其突发性 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 重大环境污染事故的应急决策支持系统( s p i r s ) ( s e v e s op l a n t si n f o r m a t i o n r e t r i e v a ls y s t e m ) 【1 2 】中最新的欧盟危险事故数据库( m a r s4 0 ) 于2 0 0 1 年 投入使用，它内含欧洲主要危险货物运输等各方面详细信息，各成员国可直接 通过该数据库获取相关信息，为应对突发性重大环境污染事故做出合理的辅助 决策。 联合国危险货物运输建议书 欧盟危险货物运输指令8 2 5 0 1 e c 包括：空运、水运及陆运要求 法国、德国、英国、荷兰、意大利等 各国所采取的相应管理措施 图1 - 1 欧盟国家危险货物运输执行的法规模式 1 2 2 国内研究现状 我国是积极响应“阿佩尔计划”的国家之一，1 9 8 8 年3 月，国家环保局发 出关于开展重大环境污染事故隐患大检查的紧急通知，先后将河南、湖北、 浙江、山西等省的部分城市以及上海、哈尔滨、沈阳等市作为a p e l l 的试点。 1 9 9 4 年9 月，全国环境保护系统成立“环境污染与生态破坏事故的应急处理小 组”与应急值班系统。全国突发性环境污染事故应急监测纳入国家“九五”规 划，作为“九五”期间的一项重要工作。1 9 9 9 年，国家环保总局等5 个部委下 达关于加强化学危险品管理的通知。2 0 0 0 年，国家环保总局又下发关于 切实加强重大环境污染、生态破坏事故以及突发事件报告工作的通知，通过规 范性文件逐步规范环境污染事故的管理。2 0 0 5 年1 月由温家宝总理主持召丌的 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 国务院常务会议原则通过了国家突发公共事件总体应急预案和2 5 件专项预 案、8 0 件部门预案，并于2 0 0 6 年1 月发布。国务院各部门相应编制了国家专 项预案和部门预案；各省、自治区、直辖市先后编制省级突发公共事件总体应 急预案；各地还结合实际编制了专项应急预案和保障预案。 在危险货物运输管理的法律法规建设方面我国起步较晚，但可喜的是由于 政府对危险货物运输的高度重视，近年来，我国加大了对危险化学品以及危险 货物运输法律法规的修改和完善，先后出台并改版了一系列法律法规、暂行规 定和国家标准。2 0 0 2 年公布了危险化学品安全管理条例( 简称条例) ， 铁道部结合铁路运输实际，及时组织制定了贯彻执行条例的相关配套性文 件，如铁路危险货物办理站办理条件的暂行规定、铁路剧毒品运输跟踪管 理暂行规定等。2 0 0 5 年4 月重新修订实施的铁路运输安全保护条例，也 对铁路危险货物运输的环境保护问题作出了相关规定，并设定了铁路线路安全 保护区。除此之外，新的国标危险货物品名表、放射性物质安全运输规程 已于2 0 0 5 年8 月1 日开始实施，重新修订的铁路危险货物运输管理规则也 即将开始实施。不断完善的法律法规，使危险货物运输有章可循，对于优化运 输组织、规范管理、减少铁路危险货物运输突发性环境污染事故率起到了一定 作用。但目前仍然存在着诸多亟待解决的问题，特别是国内铁路系统大部分都 还依靠以往经验进行管理，还未广泛使用基于现代信息科学技术所建立的相关 危险货物运输风险管理系统，远远不能适应形势发展的需型1 0 , 1 3 , 1 4 1 。 目前我国在突发性环境污染事故应急系统建设方面还处在不断摸索阶段， 如1 9 9 7 年大连市环境信息中心承担了“重大污染事故预警系统”项目，把重大 污染事故所需的多种信息、多种预测模型的算法与地理信息系统、计算机网络 技术、多媒体技术相结合，建立了集环境污染事故隐患的调查、评价、预测、 预防、应急处理方法的计算机软件系统。能够在某风险源发生事故时，计算给 定气象、水文条件下污染物在不同时间内的扩散浓度、扩散范围、污染等级， 确定一定范围内的影响人群和敏感单位，提供应急措施、报警信息和救援信息 1 1 5 1 。但与发达国家相比还存在着较大差距仅仅满足基本信息传输和查询，难 以实现资源的共享，信息采集传输滞后，时效性差，缺少全面、丌放的基础数 据库，技术支撑体系较落后，与先进的数掘挖掘、3 s 技术结合不够，与以信息 技术实现完善有效的环境风险评估、预测预警等急迫需求还有较大差距| 】6 。因 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 此，为加强铁路运输过程中突发性环境污染事故的预防，提高事故处理的应变 能力，发展相关污染处理技术，建立健全以信息化技术为依托的应急反应体系， 己成为我国环境保护工作的当务之急。 1 3 研究目标及研究内容 1 3 1 研究目标 通过铁路危险货物运输环境风险管理信息系统的开发，实现铁路危险货物 运输、危险货物特征、危险货物铁路运输环境污染典型事故案例等相关信息的 检索与查询，为铁路危险货物运输环境风险管理提供方便、有效的网络平台； 同时结合网络地理信息系统( w 曲g i s ) 开发技术辅助实现铁路危险货物运输 典型环境风险事故影响范围与程度的模拟预测，进而为铁路危险货物运输环境 风险事故的远程应急指挥提供决策支持。 1 3 1 研究内容 本文研究的主要内容在于设计、研究铁路危险货物运输环境风险管理信息 系统，拟实现以下主要功能： 1 、信息检索与信息查询功能：铁路危险货物运输环境风险管理信息系统 的属性信息量要求较为丰富，通过开发子数据库( 由多张数据库表构成) ，用来 存放不同的属性信息；主要包括危险货物的基本信息( 包括种类，理化性质、 危害程度等) ，主要危险货物的运输信息，相应危险货物的应急监测方法，应急 监测仪器等；铁路途经沿线基本环境地理信息，以及制定的相关法规政策标准， 重大的铁路危险货物运输环境风险事故案例等。系统设计将采用“人机可视化” 界面，直观地向各级用户提供上述信息的检索与查询。 2 、系统的管理与维护功能：系统可对上述信息数据实行动态、实时地监 控与管理；同时还可以对原有的数据进行增加、删除、修改和插入等数据库操 作，保证数掘库的录入与更新。 3 、系统预警功能：本系统通过对现有的一些g i s 丌发技术进行比较、筛 选后，引入目前较自订沿的网络地理信息系统技术( w e bg 1 s ) ，可以对危险货物 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 在铁路运输过程中所发生的典型环境污染事故进行迅速定位，提高环境信息获 取的效率，方便地将多种数据源，多种类型的环境信息输入到数据库系统中； 同时还可以对污染物的扩散范围进行动态模拟和预测，并且能根据事故发生地 周边环境敏感点的分布的属性特征提出相应的应急对策，从而为铁路危险货物 运输环境风险事件的远程应急指挥提供必要帮助。 4 、资源共享功能：系统开发完成后，可以与铁路管理系统现有的一些办公 网络以及其它己开发完成的信息管理系统进行网络配置、连接，从而实现在局 域网内信息资源的共享，提高信息传输、信息交换的效率。 针对上述所需实现的功能，研究工作主要从数据库设计、网络地理信息系 统二次开发设计、系统前台界面封装以及网络链接四个方面逐一开展。 1 4 研究思路及技术路线 1 、了解危险货物铁路运输的特点、安全管理体系等，为数据库设计采集 必要的属性信息；理解突发性环境污染事故的应急流程，拟定危险货物运输环 境风险管理信息系统的总体架构，包括系统开发的技术架构以及系统实现的功 能架构。通过对已经建立的铁路管理信息系统，如铁路环保统计信息系统等的 学习，以及调研其它已开发成型的相关管理信息系统资料，确定铁路危险货物 运输环境风险管理信息系统的设计结构、层次；软件开发的软、硬件平台环境； 客户服务器端、浏览器端等网络连接、配置状况。 2 、由系统功能架构开始分模块设计系统各功能模块中的子模块( 包括数据 库的建立) ，同时设计系统的前台可视化界面，并对w e bg i s ( 网络地理信息系 统) 单独进行二次开发，最后实现三部分的整合统一。 3 、根据课题组所调研收集到铁路危险货物运输的相关信息，查阅相关危险 货物的基础信息，以及目前研究所取得的主要成果，经分析、整理后添加到本 系统的数据库，测试数据库的运行是否正常、稳定；同时测试系统界面与数据 库的连接状况。 4 、通过在成都至南充的铁路沿线区i 旬上选择几个代表性敏感点( 主要分布 在南充火车站附近，因环境敏感点相对集中) 如危险货物办理站、居民集中区、 学校、重要河流等相关环境信息的收集，实现铁路危险货物运输环境风险事故 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 发生后影响范围、影响程度等的动态模拟与预测；从而检验铁路危险货物运输 环境风险事故发生后，利用本系统实施远程应急指挥的可行性。 具体研究技术路线如图1 2 所示。 了解危险货物铁路安全运输情况 掌握突发性环境污染事故应急流程 收集相关成型管理信息系统的资料 i 确定系统开发的总体结构、层次；软硬 l 件环境设计环境；相关网络连接、配置 图1 2 研究技术路线 蓦 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 第2 章危险货物铁路运输环境风险管理概况 为开发铁路危险货物运输环境风险管理信息系统，需要了解铁路危险货物 运输环境风险管理的一些基本信息，如危险货物的基本定义与特性，铁路危险 货物运输环境污染事故特点，危险货物铁路运输环境风险管理工作；方便在下 一步系统开发过程中，为系统设计提供整体开发框架，同时还为后台数据库的 设计提取出合适、必要的属性及数据信息，辅助设计。 2 。1 危险货物定义及分类 2 1 1 危险货物的定义 由g b6 9 4 4 1 9 8 6 危险货物分类和品名编号的定义，所谓危险货物是指： “凡具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质，在运输、装卸和贮存保管 过程中，容易造成人身伤亡和财产损毁而需要特别防护的货物【1 7 l 。 在2 0 0 5 年新出台的g b6 9 4 4 2 0 0 5 危险货物分类和品名编号的表述中， 危险货物是指：“具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蚀、放射性等特性，在运输、 储存、生产、经营、使用和处置中，容易造成人身伤亡、财产毁损和环境污染 而需要特别防护的物质和物品n 斟。 两条标准都具体指明了危险货物本身所具有的特殊性质，这些性质也是造 成火灾、灼伤、中毒等事故的先决条件；标准中所提到的特别防护，不仅是一 般所说的轻拿轻放、谨防明火，还指要针对各种危险货物本身的特性所必须采 取的“特别 防护措施。新标准的表述中增加了具有“感染“特性的物品；将 “货物 改为“物质和物品 。将原适用范围从“运输、装卸和贮存保管过程中” 改为了“运输、储存、生产、经营、使用和处置中 ；强调了“环境污染 ，指 出危险货物可能在一定条件下( 如泄露、碰撞、震动等) 而发生化学变化，产 生危险效应。导致的后果不仅足人身伤亡和财产损失，还会危及周围环境。可 以看出新标准中的定义更加全面，更加完善，更符合实际情况，有利于加强危 险货物运输管理，提高危险货物运输安全。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 2 1 2 危险货物的分类 危险货物仅仅是一个总的名称，种类繁多。在这些危险货物中，其自身性 质各不相同，危险程度参差不齐，发生事故的原因和后果也有区别。其中有些 本身性质较活泼，可与空气的氧在常温下发生反应，并释放大量热；有些遇水 发生反应置换出可燃气体；有些在常温下是气态，而与空气接触混合能可形成 易燃、易爆的混合气体；有些是固态或液态暴露在空气中遇明火极易燃烧；还 有些具有毒性和放射性等。因此为了对性质相近的货物确定相应的运输条件， 以保证运输安全和提高运输效率，有必要根据各种危险货物的主要特性进行分 类。 目前，根据我国国家标准g b6 9 4 4 2 0 0 5 危险货物分类和品名编号将危 险货物分成九类，其分类序列和名称依次为：第1 类：爆炸品；第2 类：压缩 气体和液化气体；第3 类：易燃液体；第4 类：易燃固体、易自燃物品和遇水 放出易燃气体的物品；第5 类：氧化剂和有机过氧化物：第6 类：毒害物质和 感染性物品：第7 类：放射性物品；第8 类：腐蚀性物品；第9 类：杂类危险 物质和物品。 2 2 铁路危险货物运输事故环境污染特点 铁路危险货物运输事故环境污染除具有突发性环境污染事故的特点以外， 还具有一些自身鲜明的特点，具体归纳如下【1 9 倒： 1 形式的多样性：经铁路运输的危险货物种类繁多，理化性质也各异，危 险性大、专业性强，铁路运输环境污染事故发生后所含的污染因素较多，且发 生突然，危险强度大，其表现形式也是多种多样。危险货物事故的基本类型可 分为：泄漏、火灾、爆炸、腐蚀、中毒、放射辐射等。其中火灾和爆炸、急性 中毒、放射辐射等具有直接的、瞬间的或短时间内的严重影响。 2 发生的突然性：危险货物运输事故发生后，其对环境的污染没有固定的 排放方式，往往在很短的时间内或瞬间产生危害，而且来势凶猛，有着很大的 突然性和瞬时性。 3 发生的不确定性：铁路危险货物运输环境污染事故的发生是随机的，有 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 时是无法预测的。人类活动引起的不确定性，自然现象的不确定性，人类认识 客观世界能力的局限性，均可使突发性环境污染事故的发生率提高。同时，运 输事故发生的地点无法确定，也使受环境污染影响的地点也无法确定，这就给 处置这类环境污染问题造成了很大困难。 4 地点的动态性：危险货物铁路运输过程本身就是一个复杂的过程，包括 贮存、装卸、运输等各个环节。货物的贮存条件、装卸方式和机具、包装、运 输车辆的状况、联挂方式和配装、线路状况等都会影响货物的稳定性。因此， 污染的地点具有动态性。 5 危害的严重性：危险货物铁路运输事故的环境污染，是在瞬时内排放大 量有毒、有害物质。由于事故的突然性，往往在很短时间内难以控制，因而其 破坏性较强，污染性损害较大，不仅会打乱一定区域内人民群众的正常生活、 生产秩序，还会造成人员伤亡、国家财产的巨大损失以及环境生态的严重破坏。 6 处理、处置的艰巨性：由于铁路危险货物运输环境污染事故发生的不确 定性，在事故发生以后必然存在一段持续的过程；而危险货物危险货物品名繁 多、理化性质各异，发生事故的种类和表现形式复杂，而处置这类事故又必须 快速、及时，措施得当、有效。因此，对铁路危险货物运输事故环境污染的监 测、处置比一般的环境污染事故的处理更为复杂而艰巨，且难度更大。 2 3 危险货物铁路运输环境风险管理 危险货物铁路运输环境风险管理的根本目的是为了最大限度地减少铁路危 险货物运输环境污染事故所造成的人员伤亡、财产损失以及对事故周边环境和 社会产生的负面影响，同时也为及时、有效地处置铁路危险货物运输环境污染 事故，迅速控制污染源，维护铁路运输秩序提供参考。根据国家突发环境事 件应急预案、国家突发公共事件总体应急预案、国家处置铁路行车事 故应急预案以及铁路危险化学品运输事故应急预案 2 3 - 2 6 ，铁路危险货物 运输环境风险管理工作从预防预警、应急响应、后期处置、培训与演练几个方 面丌展。 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 2 3 1 预防预警 按照国家及铁路部门安全管理规定，加强危险货物的运输管理，经常进行 危险货物运输安全检查，对发现的安全隐患，及时采取措施，尽快予以消除。 及时收集并分析国内外所发生的典型危险货物运输事故信息，总结事故教训。 当铁路管理系统下属站段发现危险货物铁路运输环境污染事故时，应立即向运 输调度和货运、公安管理部门等报告，并在1 小时内向有关站、铁路局拍发“货 运事故速报”电报，同时抄送铁路部、主管铁路局，流程程序如图2 - 1 所示。 2 3 2 应急响应 图2 1 危险货物运输事故速报程序 铁路危险货物运输事故发生后，如泄漏、爆炸、火灾等，大量有毒、有害 物质进入铁路沿线环境后，可能对环境造成污染，事故现场应立即向应急指挥 中心报告，应急指挥中心获知危险货物运输过程中发生环境污染事故后，可以 通过环境风险管理信息系统确认危险货物的种类、数量、包装方式，了解发生 的事故类型，并迅速定位到事故发生的地理位置，包括确认事故发生地距离周 围居民居住区距离，事故发生地周围企事业单位情况( 特别是是否有易燃、易爆 及有毒物品的生产、使用和贮藏单位1 ；事故发生地周围地形地貌、水文特征， 附近是否有地表或地下水源；事故发生时的气候条件。同时通过系统所提供的 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 计算分析模型模拟预测污染程度与范围，在地图上直观显示。而后，指挥中心 可以利用预测的结果值咨询相关领域专家，由专家组提出相应的指导意见，并 根据初步判断的污染程度向发生环境污染事故的当地政府传达，组织人口疏散、 水源保护等；同时指挥中心委派相应的监测机构赶赴事故现场进行应急监测， 通过包含危险货物理化性质、毒性、生态效应、应急监测方法及应急处理措施 的基本数据库来确定应急监测方法及处置措施。利用管理信息系统系统确定受 保护敏感点，确定应急监测方案，以此获取现场的实际监测数据，实施应急救 援；具体流程如图2 2 所示。 圈2 2 铁路危险货物运输环境污染事故处置流稃图 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 2 3 3 后期处置 后期处置主要包括善后处理、保险事物以及事故总结分析三方面工作，下 面就这三方面进行简要介绍： 1 善后处理：协调相关部门，组织确认伤员身份，及时通知伤亡人员家属， 对受害旅客、货主、群众及其家属进行补偿或赔偿；负责清除事故现场有害残 留物，或将其控制在安全允许的范围内，恢复正常运输：积极开展生态修复、 环境中长期评估工作。 2 保险事物：铁路危险货物运输环境污染事故发生后，由善后处理组通知 有关保险机构及时赶赴事故现场，开展应急救援人员现场保险及伤亡人员和财 产保险的理赔工作；对涉及保价运输的货物损失，由善后处理组按铁路有关保 价规定理赔。 3 事故总结分析：事故应急处黄结束后，根据现场救援指挥部提交的铁路 行车事故报告和应急救援总结报告，组织相关人员总结分析应急救援经验教训， 提出改进应急救援工作的意见和建议。 2 3 4 培训与演练 宣传、教育、文化、广电、新闻出版等有关部门需要通过图书、报刊、音 像制品和电子出版物、广播、电视、网络等，广泛宣传应急法律法规和预防、 避险、自救、互