危險化學品運輸車輛監控系統的設計與實現

周 甍,劉 建,李 晶

(1.北京環球信息應用開發中心,北京100094;2.中國交通通信信息中心,北京100029)

0 引 言

我國危險化學品雖然在貨運總量中比例不高,但運量逐年上升。據統計2008年,道路運輸危險貨物量達到11億噸,其中道路運輸劇毒物質氰化鈉(固體、液體)就達到35～40萬噸,共有危險品運輸企業約35000家,運輸車輛約188917輛,運輸從業人員約353000人。

由于危化品大多具有易燃、易爆、有毒等特性,在生產、運輸、存儲、銷售、使用等各個環節均存在較大的安全風險,因此所引發的危化品重、特大事故和環境污染事件,給人民群眾生命財產安全造成嚴重損失,甚至影響社會穩定。隨著危化品運量的增加,危化品道路運輸事故也呈上升趨勢。據中國化工信息中心統計數據顯示,2006年危化品運輸環節發生事故237起,較2005年同比增長14.5%;據國家環保總局統計,2006年危化品運輸事故引發的環境事件36起,占環境事件總數的22.4%。表1為2008年危險化學品運輸環節事故統計表,由統計數據中可以看出,危化品公路運輸事故發生率高,占危化品運輸環節中事故的72.5%。

表1 2008年危險化學品運輸環節事故統計表

駕駛員和押運員等從業人員違章行事、車輛嚴重超載、車輛技術狀況差和駕駛員疲勞駕駛等都是導致事故的原因。從業人員安全意識淡薄,缺乏應有的危險貨物安全知識,對所運危險貨物的特性不了解,不掌握所運危險貨物的預防、應急與急救措施和方法。甚至部分貨主把危險貨物交給了沒有道路危險貨物運輸資質的運輸業戶或個體運輸戶去運輸[1]。

危險化學品運輸既涉及運輸單位、運輸車輛、駕駛人員、押運人員,還涉及貨物的買賣雙方,具有長距離、跨行政區等特點。在監管過程中,往往涉及不同地區的公安、交通、質檢、安監、環保等多個部門[2]。道路運輸事故絕大多數由非法運輸和違規操作引起,包括員工違規、運輸違規、逃避監管、運輸設備健康狀態等,人為因素和監管手段缺乏是事故的主要因素。

為提高危險化學品運輸動態位置監管水平,地方各級交通運輸主管部門陸續建設基于衛星定位技術的車輛動態監控系統,在加強區域內重點運營車輛的監控,減少道路交通事故中發揮了重要作用[3]。但是由于車輛管理采用屬地管理方式,各省市監控平臺各自獨立,缺乏統一的建設標準,無法實現平臺間的信息共享,造成無法對外來車輛進行監控,存在較大的安全隱患。同時道路運輸安全監管涉及交通運輸部門、公安機關、安監總局等多個部門,現有車輛動態監控系統多數無法實現多部門之間信息共享。迫切需要在危險化學品道路運輸監管方面引入先進科學技術,提高監管水平,整合現有資源。

1 系統分層結構

危險化學品運輸車輛監控系統采用層次化的體系結構,各層之間相對獨立,并采用符合相應標準的接口,保證系統的開放性和可擴展性,系統的層次結構見圖1。

1.1 信息采集層

完成與全國各個省的升級平臺進行動靜態數據采集工作,比如交通運政數據、車輛動態數據、貨運數據等。

圖1 危險化學品運輸車輛監控系統層次結構圖

1.2 通信網絡層

實現各省與全國中心之間的網絡連接和信息傳輸,主要依托移動無線通信網、互聯網、交通信息網來確保網絡間的互聯互通,形成工程從數據采集到服務所需要的數據傳輸交換物理平臺。

1.3 數據交換層

根據各省上傳來的相關實時車輛動態數據,系統實現對數據的路由分析并同時完成數據實時入庫,并確定車輛的即時位置信息是否在指定的漫游區域,最終決定數據的交換轉發業務動作。

1.4 數據資源層

實現數據資源的有效管理。為滿足上述業務需求,本工程需要建立的數據包括車輛動態數據、交通運政數據、貨運數據、業務管理數據以及相關的業務統計數據等等。

1.5 業務應用層

本層主要針對系統的管理用戶所提供的業務功能系統。本層涵蓋設備管理系統、數據管理系統、動態數據接收系統、安全管理系統四大部分。

1.6 綜合應用層

本層主要是為交通主管部門提供的應用功能系統,本層主要由綜合分析系統與實時監控系統組成。

1.7 信息服務層

本層根據各級交通主管部門以及相關企業的要求,提供各類數據加工服務,并以多種方式實現數據交換和服務。

2 系統主要功能

2.1 基本信息采集功能

危險化學品運輸車輛監控系統通過統一數據格式獲取全國各地運輸企業、運輸車輛、從業人員、運輸貨物的基本信息。

?業戶基本信息包括:業戶名稱、業戶許可證號、業戶緊急聯系電話;

?車輛基本信息包括:車牌號、車輛類型、歸屬地、營運證號、所屬業戶、危運等級、線路類型、廠牌型號、車身顏色、核定噸(座)位;

?從業人員(司機、押運員)信息包括:司機姓名、司機手機號碼、押運員姓名、押運員手機號碼;

?貨物基本信息:貨物類型編號、貨物品名、危險品貨物等級、貨物噸位、出發地、目的地等。

?各平臺、企業聯系人、職務、第一聯系電話號碼、第二聯系電話號碼等。

2.2 網上申報管理功能

危險化學品運輸車輛監控系統應提供地方平臺的接入申請、跨域監控申請及信息共享申請的審批功能及服務開通功能,方便地方平臺的業務辦理,記錄審批情況以便統計核查。提供待辦事項、批復查看、基礎表格下載等服務功能。

2.3 車輛行駛數據上報功能

對于接入的地方平臺,要求該平臺入網營運車輛行駛過程中的車輛動態數據(衛星定位時間、經度、緯度、速度、方向角、定位狀態)、警情數據(如緊急報警、超速報警等)、車輛狀態(如點火、熄火等)等數據實時上報到危險化學品運輸車輛監控系統。

2.4 跨域車輛數據實時交換功能

車輛跨域營運時(域可指定,一般為省界),目的地區域的平臺可要求監控進入本省區域的外來車輛。危險化學品運輸車輛監控系統將該車輛跨域時的行駛數據實時轉發到需要監控的地方平臺接口。保障數據交換的實時性、完整性,攜帶基本警情。

2.5 跨域信息共享交換

根據業務需要,可向入網地方平臺提供異地企業/車輛數據、歷史車輛動態數據、數據分析數據等信息,實現信息共享。

2.6 地方平臺接入狀況監控

危險化學品運輸車輛監控系統可實現對各地方平臺接入情況按不同的行業進行監控,功能包括但不限以下幾類:地方平臺在線率統計及顯示、地方平臺頻繁掉線及掉線時間過長提示、地方平臺車輛在線率統計及顯示、地方平臺車輛在線率異常提示、定位狀態異常統計、在線平臺列表,包括平臺名稱、接入地點、接入時間、在線時長等和月在線情況查詢,可查詢某平臺一段時間內在線、離線以便于考核;

2.7 車輛異常警情監控

危險化學品運輸車輛監控系統需要實時監控各地車輛異常警情及警情處理情況。主要包括:各地平臺警情數量過多報警、各企業發生警情統計顯示和分類警情統計及車輛明細表等。

可在地圖上單獨監控發生警情的車輛,也可多目標顯示、全部警情車輛顯示;應提供GIS地圖操作的常見功能,包括移動、放大縮小、測距、地理信息查詢等功能。要求可按不同的行業、省份分別進行監控,通過權限管理實現行業專業化監控。

2.8 統計報表功能

系統提供完善的報表統計功能,包括警情處理統計報表和基本信息的統計報表等。

2.9 輔助決策支持

通過車輛動態數據,結合GIS系統地圖顯示和分析功能,對交通路網、站場、物流等數據進行精確實時的分析和展現,在精確性和實時性上為主管部門提供決策分析數據,從而提高輔助決策能力。主要包括警情(事故)多發路段分析和路網流量分析、超負荷路網分析。

3 動態信息公共交換平臺

為了實現危化運輸車輛監控平臺的信息共享,結合交通運輸部門目前的分級管理體制和現有各級車輛動態監控平臺的情況,我們建立了車輛動態信息公共交換平臺,平臺采用縱向分級、橫向對接的體系結構。縱向分級是指系統縱向分為部級公共交換平臺、省級監控平臺、地區和企業級監控平臺;橫向對接是指不同級別的平臺對接交通、公安、安監、環保等政府部門和相關企業的信息資源,實現信息共享與聯合監管。信息構架如圖2所示。

1)部級公共交換平臺

全國公共交換平臺負責省際間的漫游車輛的跨區域信息交換和國務院相關部門間的信息共享。全國公共交換平臺首先是全國重點運營車輛動態信息的數據中心,通過采集各省級監控平臺的危險化學品運輸等車輛動態信息、企業報備的車輛運輸信息和交通運政數據庫,建立危險化學品運輸等重點運營車輛靜態信息與動態信息數據庫,形成覆蓋全國重點運營車輛的數據中心。其次全國公共交換平臺是數據交換中心,全國公共交換平臺采用統一的數據交換標準,實現同省級監控平臺的車輛動態信息交換,實現與其它部委的信息共享。全國公共交換平臺還是系統的運行監控中心,可對相連的省級監控平臺運行情況作出必要的分析、統計。

2)省級監控平臺

省級監控平臺負責地區間的危險化學品運輸等漫游車輛的跨區域信息交換和當地相關部門間的信息共享,省級監控平臺負責向全國公共交換平臺傳輸危險化學品運輸等重點運營車輛的動態信息,接收全國公共交換平臺傳輸的跨省車輛動態信息。

3)地區和企業監控平臺

地區級監控平臺通過省級監控平臺實現跨區域信息交換,原則上不同全國公共交換平臺直接連接。根據職責劃分,具體的危化品車輛運輸安全監控職能主要由車輛所屬企業通過自有車輛監控系統完成,企業車輛動態數據通過省級監控平臺輸入全國公共交換平臺,企業有義務根據規定向全國公共交換平臺提供報備信息。

圖2 信息交換構架圖

4 系統運行界面

危險品運輸車輛監控系統運行時的主界面如圖3所示。

圖3 系統界面

5 結 論

通過危險品運輸車輛監控系統設計與開發項目研究,可以得到以下結論:

1)通過信息共享,實現跨部門聯合監管

危化品道路運輸安全監管涉及部門多、環節多,為充分發揮各職能部門的作用、實現聯合執法、提升事故告警反應和完善告警信息,本系統可以在部門間建立信息共享機制,搭建數據交換通道,實現信息共享,為各部門提供信息服務,達到聯合監管的目的。

2)建立統一的數據庫,滿足政府分析決策的需要

作為道路交通運輸數據交換和共享的全國性大型平臺,在實現重點營運車輛跨區域、跨部門聯合監管的同時,可以充分發揮全國重點營運車輛動態信息數據庫資源優勢,為交通行業、公安部門、安全監察部門數據分析、數據挖掘和輔助決策提供依據,提高政府全行業管理水平和服務水平,促進道路運輸行業整體規范化發展。

3)梳理危化品運輸法律法規,制定統一的技術標準體系

我國現有危化品道路運輸相關法規中,主要通過規定車輛必須安裝車載監控設備的方式來對運輸車輛進行動態監管。但是,一方面,目前法規只規定車輛必須安裝車載監控設備卻沒有明確使用要求;另一方面,不同部委從不同的角度出發制訂了不同的管理法規,而各法規之間未做一致性認證,造成省、市地方政府主管部門及運輸企業無所適從,管理上比較混亂。因此從管理角度及減輕企業負擔上,需明確車載設備的管理使用辦法和安裝的設備類型。

[1] 楊 濤,許大中.對危險化學品運輸車輛實時動態監控的思考[EB/OL].2007-03-10,http:∥ww.jssafety.sov.cn/suordans/jssafety.html.

[2] 中國化工集團化工標準化研究所.AQ3004-2005危險化學品道路運輸安全監控車載終端[S].國家安全生產監督管理總局,2005.

[3] 衛振林,王喜富.基于全球定位系統(GPS)的電動車輛實時監控系統設計[J].中國安全科學學報,2006,16(4):136-139