鐵路危險貨物罐車運輸三級監控系統研究

海 濤

（鐵道部 運輸局，北京 100844）

鐵路危險貨物罐車運輸三級監控系統研究

海 濤

（鐵道部 運輸局，北京 100844）

針對鐵路危險貨物運輸需求不斷增加，而辦理業務的信息技術手段相對落后，危險貨物罐車運輸存在安全隱患，提出建立鐵路危險貨物罐車運輸三級監控系統。以鐵路危險貨物罐車運輸車載動態監控關鍵技術為基礎，以新技術集成與綜合應用為核心，確定系統構建的目標和原則、系統功能模塊和基礎數據，并對系統的核心技術進行研究和設計，實現對鐵路危險貨物罐車運輸的全過程監控。

鐵路；危險貨物；罐車運輸；三級監控系統

隨著經濟社會的發展、化工產品的不斷進步和企業生產經營范圍的擴大，各行業對危險物品的需求逐年增加，鐵路運輸危險貨物的品種和數量也逐年增加[1]。因此，不斷加強和完善鐵路危險貨物運輸管理，積極采用先進的管理理念和科學技術手段，以鐵路危險貨物罐車運輸車載動態監控關鍵技術為基礎，以新技術集成與綜合應用為核心，構建鐵路危險貨物罐車運輸三級 (鐵道部、鐵路局、站段) 監控系統，適應鐵路快速發展具有十分重要的意義。

1 系統構建的現實需求

目前，全路危險貨物罐車 10 萬多輛，車型、車種多樣，運行范圍遍及全路。由于各車站不能準確掌握危險貨物罐車內裝介質充裝量，不了解在途運輸的危險貨物狀態，一旦發生溫度升高、壓力增大、安全附件破損，難以獲得預警信息，也無法采取預防措施，這些因素都是危險貨物罐車運輸的重大隱患。隨著鐵路運輸管理信息系統 (TMIS) 的實施，貨票系統、車號識別系統和劇毒品追蹤系統等的應用為開發建設鐵路危險貨物罐車運輸安全管理系統的研究提供了經驗和技術支撐。由于危險貨物辦理業務的信息技術手段落后，大量工作主要通過人工進行，現場作業、安全監控與管理難度大，構建鐵路危險貨物罐車運輸三級監控系統主要解決以下問題。

（1）《鐵路危險貨物運輸辦理站 (專用線、專用鐵路) 辦理規定》(以下簡稱“危規”) 對專用線辦理危險貨物運輸業務的規定具體到品名和托收貨人[2]，修改頻繁，辦理業務量大的車站依靠人工檢索和查閱極易產生違章辦理的情況。

（2）化工新產品和新的危險化學品層出不窮，車站受理貨物運輸時，對某種化工產品是否屬于危險品難以把握，沒有足夠的資料可供查閱和判斷。

（3）各級主管部門難以準確掌握危險貨物運輸的基本情況，檢查監控難度大，不易進行系統全面有效的監控、管理、技術支持和應急處理指導；在制定政策、法規時，不能準確對危險貨物運輸發展形勢進行分析、總結和預測；難以進行事故的預防和預警，容易造成工作的被動局面甚至失誤。

（4）各級部門已逐步建立危險貨物事故救援網絡，但相互之間不能實現網絡信息的共享和快速溝通。危險貨物品種繁多、性質各異，事故施救處理方法千差萬別，作為非化工專業的鐵路職工很難把握，在危險貨物運輸事故施救過程中缺乏先進的信息系統和技術支持，影響事故處置的及時性和有效性。

（5）目前對危險貨物運輸的管理和安全控制沒有形成網絡化，信息溝通主要是以書面文電進行傳遞。安全控制在作業環節上要求環環相扣，但由于在信息傳遞和安全監控上未形成基于信息技術的網絡，傳遞速度慢，不利于安全控制管理。

（6）在鐵路信息化建設整體不斷推進的形勢下，鐵路危險貨物運輸的信息化建設相對滯后，難以滿足當前危險貨物安全管理的需要，嚴重影響鐵路危險貨物運輸的發展。

2 系統構建目標和原則

2.1 設計目標

鐵路危險貨物罐車運輸三級監控系統的設計目標為：在研究危險貨物罐車運輸安全管理關鍵環節和控制手段的基礎上，采用先進的計算機網絡及信息處理與集成技術，在鐵道部、18 個鐵路局、1 400多個危險貨物辦理站構建鐵路危險貨物罐車運輸管理信息網絡，實現鐵道部、鐵路局和車站三級危險貨物罐車運輸安全綜合管理模式，以現有的管理規章、資料信息為基礎，研究開發實用、方便的鐵路危險貨物罐車運輸安全綜合管理系統，為各級危險貨物罐車運輸管理和作業部門提供作業控制、重點貨物追蹤、危險貨物資料檢索、運輸安全管理、決策支持等功能，達到重點監控、監管到位、處理及時、科學預警、實時跟蹤、綜合分析、決策支持，使危險貨物的管理和運輸作業現代化、科學化[3]。

2.2 設計原則

（1）先進性。借鑒國內外相關信息系統的成功經驗，根據中國鐵路危險貨物罐車運輸特點，采用先進成熟的計算機網絡技術及模塊化設計方式，使系統應用靈活、功能擴充方便。

（2）適用性。系統設計滿足鐵路運輸生產和管理的需要，并綜合考慮危險貨物罐車運輸各業務部門相關系統的功能和信息共享要求。

（3）安全性。系統的網絡設計達到國家和鐵道部規定的信息安全、保密標準。采用具有較高的安全保密級別的操作系統和數據庫系統，保證數據不被非法讀取和修改，從而保證數據的一致性和完整性。

（4）經濟性。系統建設充分利用鐵路現有網絡資源，在綜合管理系統建設過程中，充分利用既有設備、設施，節約系統建設投資。

3 系統構建分析

3.1 系統功能分類

根據鐵路危險貨物罐車運輸的特征，“鐵路危險貨物罐車運輸三級監控系統”主要由源頭控制、過程控制、在途控制、綜合管理四大類功能組成。

（1）源頭控制。源頭控制主要實現對危險貨物運單中基本信息的采集，并依據全路統一的運輸資質及辦理限制、自備罐車、危險貨物品名表等基礎數據及“危規”等相關規定，對受理信息進行審核。

（2）過程控制。過程控制主要依據全路統一的流程設定和審驗原則，對相應崗位提供的信息進行審核，實現業務辦理過程中各崗位的自動審核。

（3）在途控制。在途控制主要是跟蹤管理、事故救援等功能，對危險貨物在途過程中的位置、軌跡、停留時間、貨檢質量等情況進行跟蹤和監控；對可能出現的問題進行預警、報警并協助救援。

（4）綜合管理。綜合管理主要是基礎工具、統計分析、電子臺賬、法規文電、例行管理、信息服務等相關功能，實現全路辦理資質、辦理限制、危險貨物罐車、法規文電等各類統一的基礎數據進行管理。

3.2 系統功能模塊

（1）受理審核。該功能模塊包括受審核信息查詢和審核數據查詢。

（2）動態追蹤。該功能模塊包括實時動態(發站動態、發送動態、運行動態、現場動態、到站動態、到站交付、自局載途、外局通過) 和追蹤查詢 (裝車查詢、到站查詢、通過查詢、追蹤信息查詢)。

（3）貨物查詢。該功能模塊包括危險貨物完整信息查詢、受理審核信息查詢和簽認單信息查詢(發送簽認單信息查詢、途中簽認單信息查詢、到達簽認單信息查詢、簽認單綜合信息查詢)。

（4）安全預警。該功能模塊包括重點提示管理、險情報警查詢、違章預警查詢，針對不同的罐車和危險貨物品名，自動生成一個應急救援方案和相關防護措施。

（5）試運管理。該功能模塊包括新品名測試、改變包裝測試、集裝箱裝載試運和自備車裝載試運。

（6）應急預案及救援。該功能模塊包括應急預案查詢、輔助救援方案、站段事故上報和事故總結查詢。

（7）規章文電。該功能模塊包括規章文電查詢(文件查詢、規章查詢、電報查詢、法律文獻查詢)和文電發布。

（8）統計分析。該功能模塊包括裝車及去向、貨物運輸、運輸收入、列車預測、危險貨物運輸安全和貨運統計分析。

（9）決策支持。該功能模塊包括主要貨運指標走勢、危險貨物品類分析和鐵路局危險貨物分析。

（10）系統維護。該功能模塊包括用戶管理、基礎數據維護、字典維護 (貨物審核說明字典、環境預警字典、托運人資質字典、地圖報警施救字典) 和追蹤數據維護。

3.3 系統基礎數據整合和分析

3.3.1 系統基礎數據

（1）全路統一的危險貨物類基礎數據，包括辦理資質和辦理規定、危險貨物罐車、全路事故救援數據、危險貨物品名表等。

（2）鐵路運輸現有應用系統提供的生產數據。

（3）基層站段提供的原始數據，包括受理審核數據、基礎臺賬、站段基礎信息等。

（4）運輸過程中產生的數據，包括運輸軌跡、在途簽認單、在途時間等。

（5）其他相關數據，包括鐵路運輸基礎數據及外部提供的相關數據。

3.3.2 辦理過程涉及的數據

（1）危險貨物運單中基本信息的采集。在危險貨物受理承運過程中，對運單中的基本信息進行采集，同時根據各種辦理資質和辦理限制，對相關信息進行自動審核。

（2）危險貨物運單在各崗位的受控流轉和數據采集。將通過源頭控制的運單信息，根據辦理流程，在不同崗位間進行流轉，實現運單數據的補充、自動審核和信息流轉。

（3）危險貨物運單基本信息上傳。將貨運制票調用后的運單信息，及時上傳到鐵路局、鐵道部。

（4）在途危險貨物跟蹤。根據危險貨物運單建立相應跟蹤源，自動采集相關“位置”數據，實現在途危險貨物跟蹤，也可根據在途時間給出相應預警信息。

（5）危險貨物到達交付。危險貨物到達交付后，采集相應到達交付信息。

4 系統核心技術

4.1 受理審核設計

危險貨物采用人工受理，業務手續復雜，審核內容多，特別是危險貨物罐車運輸，管理要求嚴，安全要求高，國家依法納入管理。因此，危險貨物罐車運輸的受理審核是危險貨物運輸安全管理的源頭，絕不能在受理審核時出現差錯，一旦出現差錯不僅屬于違章違紀，還會為后續工作埋下重大隱患。要想解決人工審核存在的問題，必須研究建立一套科學有效的計算機審核技術才能從根本上杜絕人為因素造成的隱患。而開展計算機審核技術，首先要建立全路各站辦理危險貨物罐車運輸托運人、承運人等有關信息的數據庫，并制定允許各種罐車運輸危險貨物的品名字典，并將其與鐵路貨票系統對接。當托運人填寫運單并制票時，計算機自動對該托運人的所有資質進行審查，當符合托運人資質要求、發到站辦理地點條件和規章規定的審核內容時，可以打印出一個電子運單，托運人可據此辦理制票等手續。如果未通過審核，則無法打印電子運單，說明該托運人的資質條件未達到規定的審核要求，此時，貨票系統處于鎖閉狀態無法制票。這種源頭控制的計算機審核技術，切實做到了“人控”變為“機控”。

4.2 作業過程卡控設計

作業過程卡控模塊的設計主要是對危險貨物罐車作業過程進行標準化設定，經過對各種類型車站辦理模式的設計，并對作業流程優化后，設計一個作業流程的互控程序，設定每個流程都必須按標準化進行作業，否則計算機無法進行到下一個作業流程，即用計算機進行作業流程控制。因此，要求作業人員必須嚴格地執行標準化作業，上一道作業為下一道作業打基礎，在完成整個作業的過程中，實現作業流程的標準化和信息化。該項工作最重要的是對所有危險貨物罐車運輸辦理站和不同類型的作業環節進行解析與流程優化，從效益最大化來說，就是要進行大量的多崗作業變為合崗作業的整合，不僅可以減少信息化資源的配置費用，也可以在流程優化的基礎上，有效提高信息化作業的效率和水平。

4.3 動態跟蹤簽認設計

動態跟蹤模塊是將鐵路危險貨物罐車運輸從承運裝車、在途運行、到達交付3個主要階段作為跟蹤環節。根據危險貨物罐車運輸的發送、途中、到達簽認制度要求，運用危險貨物罐車車載監控系統、鐵路貨車車號識別系統 (ATIS) 和鐵路貨車預確報系統等，不僅能及時甚至可以提前掌握罐車運行軌跡和狀態，能夠從管理上落實裝車掛運前、在途停留或編解作業中，以及罐車到達交付等作業環節，能夠按規章制度要求完成對重點危險貨物運輸過程的簽認，做到安全管理界面明晰，管理責任明確，使危險貨物罐車運行真正處于全程安全監管狀態中。

4.4 預警信息處理

預警信息處理是針對鐵路危險貨物罐車運輸環節設計的預警預防功能，主要通過危險貨物罐車車載系統及時掌握危險貨物動態，具體內容包括危險貨物壓力升高、溫度過熱、安全附件失靈、在途停留超時、違規裝卸作業、罐體發生泄漏及其他險情提示等。當發生危險貨物罐車運輸事故時，可以及時調用危險貨物運輸事故應急預案和施救網絡，通過預防預警處理信息技術，針對不同的罐車和危險貨物品名，預防預警信息處理系統將自動生成應急救援方案和相關防護措施。

4.5 動態信息整合處理

（1）跟蹤對象的產生。危險貨物罐車的跟蹤以貨票、簽認單為基礎，有效地解決了以危險貨物品名為關鍵字的信息跟蹤問題。

（2）跟蹤對象的動態更新。利用途中簽認單、預確報系統、ATIS 等信息進行動態更新，系統以車號為基礎設計與確報系統、ATIS、現車系統等信息源的匹配算法，提高跟蹤的精確度，為跟蹤對象銷號創造條件。

（3）跟蹤對象的銷號。依據到達簽認單、確報發車、ATIS 到站信息確立跟蹤對象，最終到達確認后進行銷號。

4.6 信息共享處理

信息共享不僅將全路危險貨物基礎數據形成統一的數據庫，而且還實現了貨票、預確報、危險貨物罐車車載、車號識別等系統的生產數據的信息共享。系統通過 Oracle 數據庫鏈路方式利用共享只讀用戶讀取各系統數據，通過處理登記表的形式將所有信息通過統一接口進行處理，從而達到業務系統數據與其他系統生產數據的有機整合，并作為本系統的基礎信息，為本系統應用和服務。

5 結束語

通過對各種危險貨物罐車運輸流程進行優化研究，設計了危險貨物罐車運輸品名字典，利用貨票系統鎖定技術，解決了在傳統受理審核中，源頭無法嚴格卡控的問題；把車號識別、罐車車載、預確報等系統有效地應用于危險貨物罐車運輸在途跟蹤管理，達到危險貨物罐車運輸三級全程監控；通過對基礎數據和動態數據生成后的整合研究，建立了統一共享的數據系統，實現了鐵路危險貨物罐車運輸三級監控系統的構建。

[1] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路危險貨物品名表[M]. 北京：中國鐵道出版社，2009.

[2] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路危險貨物運輸辦理站(專用線、專用鐵路)辦理規定[M]. 北京：中國鐵道出版社，2010.

[3] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路危險貨物運輸管理規則[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

1003-1421(2011)06-0046-04

U294.8+3；U29-39

B

2011-04-26

吳文娟