基于地理信息系統(tǒng)的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

舒帆 宓為建 柯元俊

1 危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控要求

由于危險(xiǎn)貨物等級(jí)各不相同，加之危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存必須嚴(yán)格遵循隔離規(guī)則，導(dǎo)致危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存分布情況十分復(fù)雜。危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控要求體現(xiàn)在監(jiān)督和控制兩方面：從監(jiān)督角度而言，要求危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控實(shí)現(xiàn)可視化；從控制角度而言，要求堆場(chǎng)具備快速應(yīng)急響應(yīng)能力，在危險(xiǎn)貨物集裝箱發(fā)生安全事故時(shí)評(píng)估事故危險(xiǎn)程度，并據(jù)此采取相應(yīng)的處置措施。

針對(duì)上述要求，本文提出應(yīng)用基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控系統(tǒng)。GIS將屬性信息融入空間信息中，使空間地物具有內(nèi)在的多重屬性，能夠反映空間地物不同層面的內(nèi)涵。基于GIS的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控系統(tǒng)能夠反映危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存的多重信息，包括危險(xiǎn)貨物等級(jí)、箱位編號(hào)、箱區(qū)編號(hào)等，是對(duì)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存實(shí)施監(jiān)控的有效手段。在此基礎(chǔ)上，建立危險(xiǎn)貨物應(yīng)急處置知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物性質(zhì)分析及應(yīng)急處置措施組織的信息化，為發(fā)生安全事故時(shí)快速采取相應(yīng)的應(yīng)急處置措施奠定基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)闡述危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存分布可視化的構(gòu)建過程以及基于GIS的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)手段。

2 危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存分布可視化構(gòu)建過程

2.1 堆場(chǎng)電子地圖的構(gòu)建

2.1.1 建立堆場(chǎng)地物空間數(shù)據(jù)

在構(gòu)建堆場(chǎng)電子地圖時(shí)，先按可視化需求對(duì)堆場(chǎng)進(jìn)行圖層規(guī)劃。首先，構(gòu)建箱區(qū)圖層，以便快速聚焦特定箱區(qū)；其次，重點(diǎn)構(gòu)建箱位圖層，通過設(shè)置箱位屬性實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物等級(jí)信息的可視化；最后，將修飾地圖的元素歸納到同一圖層中。構(gòu)建的堆場(chǎng)電子地圖如圖1所示。

2.1.2 建立堆場(chǎng)地物屬性數(shù)據(jù)

地物屬性數(shù)據(jù)的建立是GIS用以解決應(yīng)用需求的關(guān)鍵。對(duì)于箱區(qū)圖層而言，地物的屬性是箱區(qū)編號(hào)，通過箱區(qū)編號(hào)對(duì)箱區(qū)進(jìn)行標(biāo)識(shí)；對(duì)于箱位圖層而言，地物的屬性包括箱位編號(hào)和標(biāo)志位。標(biāo)志位由監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算得出，以便后續(xù)按照箱位的外在差異呈現(xiàn)箱位的某種內(nèi)在屬性；因此，標(biāo)志位的算法可由欲體現(xiàn)的內(nèi)在屬性決定。此外，標(biāo)志位的計(jì)算涉及大量實(shí)際的堆存箱信息，這些信息來自于生產(chǎn)操作系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

2.2 堆場(chǎng)電子地圖的驅(qū)動(dòng)

2.2.1 建立危險(xiǎn)貨物集裝箱專題地圖

為實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存分布的可視化，需要根據(jù)危險(xiǎn)貨物等級(jí)對(duì)箱位圖層中的標(biāo)志位進(jìn)行渲染。按照GB 6944―2005《危險(xiǎn)貨物分類和品名編號(hào)》的規(guī)定，將危險(xiǎn)貨物分為9類；此外，考慮到危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場(chǎng)存在堆存少量非危險(xiǎn)貨物集裝箱的情況，將非危險(xiǎn)貨物作為第10類。據(jù)此定義渲染變量，并自下而上地對(duì)渲染變量進(jìn)行編碼（見圖2），得到專題地圖的圖例。

2.2.2 查詢危險(xiǎn)貨物集裝箱電子地圖

對(duì)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存實(shí)施有效監(jiān)控的重要途徑之一是人機(jī)對(duì)話，即人與電子地圖之間進(jìn)行交互。當(dāng)點(diǎn)擊地圖區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)能夠反饋堆場(chǎng)相應(yīng)區(qū)域堆存的危險(xiǎn)貨物集裝箱的信息；當(dāng)輸入集裝箱的屬性信息時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)⒎显搶傩孕畔⒌募b箱以特定形式呈現(xiàn)在地圖上。

3 基于GIS的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手段

在上述危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存可視化的基礎(chǔ)上，建立基于GIS的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存監(jiān)控系統(tǒng)（見圖3）。

按照上文的分析，對(duì)危險(xiǎn)貨物集裝箱的堆存分布情況進(jìn)行渲染，通過堆場(chǎng)地物的顏色和專題地圖的圖例可視化地展現(xiàn)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存分布情況。圖3中，每個(gè)箱位均被賦予可視化信息（此處為顏色與樣式的組合），其含義由圖例進(jìn)行說明。

在堆存信息的查詢方面，系統(tǒng)提供庫(kù)場(chǎng)聚焦、標(biāo)注、單擊查詢等手段。系統(tǒng)可對(duì)堆場(chǎng)電子地圖進(jìn)行聚焦顯示，從而將所需監(jiān)控的區(qū)域快速調(diào)入監(jiān)控界面的中心，并且能夠結(jié)合箱區(qū)的屬性標(biāo)注，在電子地圖上實(shí)現(xiàn)精確、清晰的定位。當(dāng)工作人員單擊某箱位時(shí)，監(jiān)控界面顯示該箱位的編號(hào)、所堆存集裝箱的具體信息以及該箱位所在箱區(qū)的危險(xiǎn)貨物類別和聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)貨物編號(hào)等，從而使工作人員能夠快速判斷危險(xiǎn)貨物集裝箱的堆存分布是否符合隔離要求（見圖4）。此外，系統(tǒng)還允許通過集裝箱的屬性查詢其所在箱位，即通過條件進(jìn)行查詢，例如，輸入集裝箱的箱號(hào)即可定位其所在箱位（見圖5）。

系統(tǒng)具有應(yīng)急處置措施查詢功能，可跟蹤動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)地圖數(shù)據(jù)的屬性更新，從而使系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到保證。

（編輯：張敏 收稿日期：2016-03-09）