可視化GIS技術在危險品運輸中的應用

王小丹 （長江工程職業技術學院，湖北 武漢 430212）

可視化GIS技術在危險品運輸中的應用

王小丹 （長江工程職業技術學院，湖北 武漢 430212）

近年來危險品運輸事故頻頻發生，除了加強安全意識，人們也在積極尋找解決方法。另一方面物流信息技術在物流運輸中的應用越來越廣泛和深入，將危險品運輸的信息環境與GIS相結合，利用GIS強大的空間信息分析能力，處理運輸中產生的大量地理信息，加強對物流運輸過程的監管，評估危險品道路運輸風險，為危險品道路運輸提供決策參考依據。

可視化；GIS；危險品運輸

0 引言

據不完全統計：2015年，全國危險貨物道路運輸量約10億噸，危險貨物道路運輸企業約1.1萬戶，從業人員約120萬人，運輸車輛約31萬輛。但與危險品物流快速發展如影相隨的，還有層出不窮的危險品道路運輸安全事故。這些安全事故暴露了危險貨物道路運輸行業存在以下問題：（1）缺乏專業化監管隊伍和手段；（2） 各部門之間協同監管能力有待提升；（3）部分運輸企業安全管理能力較弱，人員管理、車輛裝備管理、運輸路線管理及貨物安全管理等缺乏系統規章制度。將GIS技術引入到危險品物流運輸中，可以大大加強對物流運輸過程的全面監控和管理，實現高效、安全的物流運輸服務。

GIS是Geographical Information System的英文縮寫，是一門集地理科學、空間科學、環境科學、計算機科學技術、信息科學和管理科學為一體的綜合性、結合型學科，通俗地講GIS就是利用計算機來管理空間資料與非空間資料的系統。所謂空間資料是指客觀存在于地面的地理數據資料，例如火車站、公園、公路、橋梁、河流、湖泊、行政區域。而非空間資料，又稱屬性資料，則為與這些地理資料相關的屬性，如行政區人口、土地所有人等。人類大部分的社會活動都與地理空間位置有關，GIS作為一門處理與地理信息有關的學科和技術，能夠獲取、儲存、操作和分析地理空間數據，并能將數據轉換在地理圖形中顯示，GIS用于輔助規劃，利用其空間信息處理與分析功能，可以充分為專業應用系統提供決策信息。

地理數據作為圖形數據的數據量規模已相當龐大，若涉及人類活動的各種信息，如文字、地圖、影像、圖片等，所涉及的數據量將成指數級增長。一個GIS系統往往涉及某一區域乃至全球的地理信息的采集、存儲、查詢、分析，并且地表時刻都在變化，而且這些變化具有嚴格的時間先后順序，GIS系統記錄這些活動不僅保證這些活動準確性，還要準確記錄時間先后順序。本文運用GIS先進的空間分析及可視化功能建立面向城區危險品運輸全過程的安全管控系統，確保危險品運輸的安全。

1 GIS應用于物流運輸的優勢

GIS已經越來越普遍應用于一些專業領域。除用于地質、氣象、測繪、海洋等地理學科，其他行業如城市管理、經濟統計與分析等也有應用。表面來看GIS技術與物流是兩個不相關的研究領域，實際上，產品從生產到銷售的過程中各個環節，GIS都可以給予必要的支持。所有的物流運輸空間基礎設施和地理空間都有關聯，物流運輸過程中會產生大量有關地理的信息。GIS技術應用于物流領域，主要利用GIS強大的數據管理能力來提升物流分析技術。完整的物流分析技術能夠有效解決貨物分配路徑問題，優化車輛運輸路線；以區域物流量的多少設置合理的分銷點，達到資源配置合理化；同時結合GPS、RFID等物流技術對整個物流過程實現空間網絡分析，對貨物實現動態跟蹤與管理[1]。

可視化是一種計算方法，它將符號或者數據轉換為直觀的幾何圖形，便于研究人員觀察其模擬和計算過程。可視化是用來解釋輸入到計算機中的圖像數據，并從復雜的多維數據中生成圖像的一種工具。采用GIS建立的物流管理系統主要的特點就是在GIS的可視化環境中對企業的物流進行可視化、實時動態管理，包含時間動態和空間動態[2]。

與單純的數據庫以及CAD技術相比，GIS應用于物流管理具有獨特的技術優勢：

（1）圖形顯示輸出上的優勢。GIS提供良好的圖形展示界面，除了CAD的顯示、出圖功能以外，也能根據屬性資料做不同的主題展示，將圖形根據需要任意縮放。此外，GIS制圖可以解決傳統單一主題疊合問題，將統一坐標系下的不同主題有效疊合。

（2） 分析功能上的優勢。CAD等繪圖軟件著重于圖形的繪制，不具備圖形特征的相關屬性內容，分析功能缺乏。一般的統計軟件雖能處理大量的統計資料，但缺乏處理圖形的能力。只有GIS能夠將兩者有機結合，使得圖形資料能夠靈活應用，任意疊合、分割、截取和統計分析。而且GIS的空間分析功能能夠對點、線、面做不同的空間分析，獲取相關信息。在物流的最短路徑分析、配送區域分割中具有獨特作用。強大的空間分析能力是GIS與其他制圖軟件最大的區別。

（3）模型模擬上的優勢。GIS能夠根據不同的模型在可視化的操作界面下模擬目標物體發展過程。

2 GIS在危險品貨物運輸中的應用

傳統運輸路徑規劃只考慮運輸費用時間成本最小化，危險化學品運輸考慮風險最小化。GIS可以輔助管理者在風險最小化的條件下進行決策，包括確定事故影響范圍、醫院和消防站數量和位置從而做出救援最佳路線，并通過車輛管理子系統實現事故救援的車輛調動，評估危險化學品運輸事故的等級及預測擴散范圍，迅速制定附近人員疏散方案。

2.1 科學決策救助站的分布

傳統的選址算法大都通過數學模型經一系列的計算后得出設施點位置，選址前提要求理想化，缺乏空間數據的支持，在一定程度上降低了選址的科學性。利用GIS的空間分析功能，綜合考慮各種影響因素來確定若干備選點，然后根據實際情況，考慮備選點的成本因素和非成本因素，如需求、交通設施、成本、環境等經濟、社會、自然因素，確定救助點的數量、容量、用地規模、輻射范圍和服務水平等，這樣的選址結果彌補了數學模型的不足，更能符合實際要求。

2.2 加快事故救援響應速度

目前城市中的公安、消防、交警、衛生、環保等應急救援機構是獨立運作的，沒有統一的資源共享機制，也就是說，一旦發生事故，各部門先收集信息，若需其他部門配合需報告政府部門等待行動的指令，顯然這種模式效率很低。如果采用GIS，首先建立一個數據庫，把道路屬性、公安消防、衛生環保等信息錄入數據庫，實現各部門之間的實時溝通和信息資源的充分共享[3]。

2.3 預測事故演變，及時疏散人群

由于危險品性質特殊，運輸事故發生之后受風向、天氣、地貌和周圍物質的影響往往伴隨著次級事故，如爆炸、火災、污染等，有害氣體會在空氣中擴散，有害物質會進入河流，對周邊人居環境造成極大影響，GIS緩沖區分析不僅可以做到預測事故演變與擴散范圍，還可以計算擴散時間，爭取在安全時間有效疏散可能擴散區域、方向內的人群。

2.4 最佳救助路徑決策

事故救援和人員疏散都涉及到最佳路徑問題。救助路徑的確定需要獲取作業區域道路運輸網絡圖、作業區域房屋建筑設施分布圖、救助站地理位置信息。例如ArcGIS的ArcMap具有地理網絡分析功能，可通過選擇起點和終點來實現最佳路徑的選擇，從電子地圖中選擇距離最近、到達時間最短的最優救助站，將其設為起點，將事故地點設為終點，可自動生成最佳救助路徑。除此之外，還應考慮交通道路的擁堵情況，需要從交通管理部門獲取實時數據。

2.5 預測事故發生概率、回避事故高發路段

把主要交通網絡圖、人口分布圖、房屋建筑設施分布圖等輸入數據庫，通過歷史事故率統計數據和GIS軟件的緩沖區分析功能，從而分析預測事故發生概率、及事故救援能力影響區域，實現對危險品運輸的風險分析，為路徑的優化選擇提供依據，避開高事故率和人口密集路段。危險化學品的運輸路徑往往會經過不同人口密度區域，如郊區、鄉村人口密度低，學校、醫院等人口密度高，那么在做決策時可考慮關閉高風險道路來達到降低運輸風險的目的[4]。

2.6 車輛管理系統

管理企業的所有車輛，如車型、車輛的車牌號、車載終端號、數量、年限等信息，車輛添加、維修、報廢，要及時更新車輛相關信息，對應車輛的駕駛員的健康狀況、駕齡、資質、聯系方式等信息，還有運輸的危險化學品種類、性質、重量、特別注意事項等信息也要及時錄入[5]，這樣可以實現以下目的：

（1） 車輛定位

利用GPS進行定位，在地圖上實時顯示車輛實際位置，并對車輛提供導航服務，同時查詢車輛的狀態，對車輛進行合理調度。車輛定位成功后，可以選擇要查看的歷史軌跡，動態播放行駛過程。

（2） 車輛跟蹤

與GPS、RFID技術結合，實時掌握車上貨物情況。車載終端實時采集車輛及貨物的實時數據，并把數據發送給監控與調度中心子系統。運輸車輛在途中遭遇突發事件，可通過數據采集入口，輸入報警信息，請求做出調度指示。車載終端可以查詢附近的車輛，與附近的車輛進行通訊，協作完成運輸任務。

[1]孟祥妹.基于GIS-T道路危險品運輸風險分析及選線關鍵技術研究[D].大連：大連交通大學（碩士學位論文），2013.

[2]林興志.交通物流GIS路網可視化管理研究[J].大眾科技，2016(12):6-8.

[3]王洪德，孟祥妹.基于GIS的城區危險品運輸可視化管控系統研究[J].安全與環境學報，2012(3):200-203.

[4]韓小剛.基于GIS的危險化學品道路運輸管理研究[D].上海：華東理工大學（碩士學位論文），2013.

[5]王建.面向公路物流運輸企業的GIS監管系統的設計與實現[D].北京：中國科學院（碩士學位論文），2015.

The Application of Visual GIS Technology in the Transportation of Dangerous Goods

WANG Xiaodan (Changjiang Institute of Technology,Wuhan 430212,China)

In recent years,dangerous goods transportation accidents occur frequently,in addition to strengthening safety awareness,people are actively looking for solutions.On the other hand,the application of logistics information technology in logistics transportation is more and more extensive and indepth,combining the information environment with GIS,using the ability of analysis,handling the large amount of geographic information during transportation,strengthening the supervision of the logistics transportation process,evaluating the ris of dangerous goods transportion,providing reference for decision of dangerous goods transportion.

visualization;GIS;carriage of dangerous goods

F253.9

A

1002-3100(2017)12-0049-02

2017-09-28

王小丹（1988-），女，江西吉安人，長江工程職業技術學院管理系，講師，碩士，研究方向：物流教學。