基于北斗定位技術(shù)的危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸安全監(jiān)管現(xiàn)狀與對(duì)策研究

郭巖　孫健　侯興軍　汪成亞　魯鳳

摘 要：從我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，分析了基于北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)的危險(xiǎn)化學(xué)品車輛道路運(yùn)輸安全監(jiān)管現(xiàn)狀，對(duì)目前危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸安全監(jiān)管中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了分析，并嘗試提出了相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)；危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸；安全監(jiān)管

1 概述

國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)增長(zhǎng)，強(qiáng)勁地拉動(dòng)了我國(guó)化工產(chǎn)品的需求，使得危險(xiǎn)化學(xué)品物流量越來(lái)越大，運(yùn)輸品種也越來(lái)越多。危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸具有危險(xiǎn)特性復(fù)雜，危險(xiǎn)程度高的特點(diǎn)，易造成爆炸、燃燒、中毒、灼傷等重、特大事故，甚至是社會(huì)災(zāi)難性事故，嚴(yán)重影響到公共安全。由于各種人為的原因，監(jiān)督、管理上的漏洞以及客觀原因等造成的危險(xiǎn)化學(xué)品事故時(shí)有發(fā)生，近年來(lái)態(tài)勢(shì)趨于嚴(yán)重，給國(guó)家和人民造成了極大的損失。

在發(fā)達(dá)國(guó)家，?；愤\(yùn)輸監(jiān)管的研究及應(yīng)用相對(duì)先進(jìn)和完善，即利用衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，針對(duì)危險(xiǎn)品車輛運(yùn)輸提供遠(yuǎn)程信息服務(wù)，用以監(jiān)控運(yùn)輸車輛及貨物在途中的狀況、實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件的實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)控，易燃、易爆、泄露等嚴(yán)重事件的提前預(yù)警等。目前，世界上運(yùn)行的全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)主要有美國(guó)的GPS定位系統(tǒng)、俄羅斯的格羅納斯系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)，這三大系統(tǒng)一直占據(jù)重要的地位。自2000年以來(lái)，我國(guó)自主研發(fā)的“北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)“建成，打破了由美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家占據(jù)全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航統(tǒng)治地位的局面。隨著我國(guó)北斗系統(tǒng)的逐步推廣應(yīng)用，北斗系統(tǒng)在我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場(chǎng)所占比重不斷提升。北斗系統(tǒng)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在我國(guó)很多行業(yè)都得到了有效利用，在危險(xiǎn)化學(xué)品的道路運(yùn)輸監(jiān)管方面也充分發(fā)揮出重要的作用。

2 基于北斗系統(tǒng)的危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸安全監(jiān)管現(xiàn)狀

目前危險(xiǎn)化學(xué)品道路運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程可劃分為六個(gè)部分。一是由企業(yè)提供危化品道路運(yùn)輸?shù)男枨?，二是承運(yùn)單位獲得承運(yùn)任務(wù)信息，三是將?；愤\(yùn)輸車輛的行程路線、時(shí)間等相關(guān)信息上報(bào)相關(guān)管理部門，獲管理部門審批，四是承運(yùn)單位做運(yùn)輸安排準(zhǔn)備，五是在運(yùn)輸過(guò)程中，承運(yùn)單位進(jìn)行運(yùn)輸安全監(jiān)控，六是運(yùn)輸任務(wù)完成。

2.1 危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸?shù)膭?dòng)態(tài)監(jiān)管環(huán)節(jié)

在危險(xiǎn)化學(xué)品的運(yùn)輸管理中，公安部門對(duì)?；愤\(yùn)輸車輛的行程路線、時(shí)間等進(jìn)行審批，對(duì)符合條件的發(fā)放公路運(yùn)輸通行證，并對(duì)?；返缆愤\(yùn)輸安全實(shí)施監(jiān)督檢查，及時(shí)消除運(yùn)輸車輛的潛在危險(xiǎn)；危化品運(yùn)輸企業(yè)通過(guò)北斗衛(wèi)星定位技術(shù)對(duì)行駛中的?；愤\(yùn)輸車輛進(jìn)行監(jiān)控，以保證車輛在發(fā)生各種意外時(shí)能夠及時(shí)獲得報(bào)警信息，并向該車輛提供救援。

在危險(xiǎn)化學(xué)品的運(yùn)輸過(guò)程中，由于意外的交通困難、司機(jī)的違規(guī)駕駛和打劫盜竊等均會(huì)造成不同等級(jí)的交通事故。當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)違規(guī)事件時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)布實(shí)時(shí)信息給監(jiān)控部門，并讓監(jiān)控部門及時(shí)對(duì)司機(jī)和相關(guān)企業(yè)進(jìn)行提醒。發(fā)生事故時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)首先發(fā)布事故的信息，并通知相關(guān)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行事故處理。

2.2 危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理平臺(tái)

危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛安全管理平臺(tái)可通過(guò)安裝在每輛危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車上的北斗衛(wèi)星定位技術(shù)設(shè)備，實(shí)時(shí)的接收車輛的定位信息，并在接收到衛(wèi)星傳輸?shù)亩ㄎ恍盘?hào)后精確定位車輛當(dāng)前的地理位置坐標(biāo)，再通過(guò)第二代移動(dòng)通信技術(shù)將坐標(biāo)信息等車輛相關(guān)的信息傳送給安全管理平臺(tái)。安全管理平臺(tái)基于坐標(biāo)信息等信息對(duì)作業(yè)車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測(cè)算出運(yùn)輸車輛的行駛方向、行駛速度等動(dòng)態(tài)信息，并在電子地圖上直觀的顯示，便于管理員對(duì)在途危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。其中，安全管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中存儲(chǔ)了作業(yè)區(qū)域主要道路信息，包括位置、路況、周圍環(huán)境、人口分布、天氣情況等，并保持實(shí)時(shí)更新，便于對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品車輛的運(yùn)輸進(jìn)行調(diào)度和政府部門做出相關(guān)分析與決策。

3 基于北斗系統(tǒng)的危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸安全監(jiān)管中存在的問(wèn)題

3.1 網(wǎng)絡(luò)覆蓋不完善，信息的推送存在滯后性

危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理平臺(tái)的運(yùn)行中，北斗資源衛(wèi)星通過(guò)車載終端對(duì)車輛的各項(xiàng)信息進(jìn)行收集，然后利用GSM技術(shù)車載終端把信息傳輸?shù)椒涓C基站，蜂窩基站把信息傳遞給GPRS/CDMA等信息服務(wù)商，服務(wù)商再由路由器把相關(guān)信息接入到安全管理平臺(tái)，這樣安全管理平臺(tái)就可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)到道路上行駛的每一輛危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛。并通過(guò)查詢每一部車輛的運(yùn)行狀態(tài)，來(lái)合理的對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)管。與此同時(shí)，安全管理平臺(tái)又通過(guò)平臺(tái)接口和廣域網(wǎng)把監(jiān)控信息實(shí)時(shí)的傳遞給政府監(jiān)管部門、企業(yè)的監(jiān)控坐席等。而在把信息從車輛終端傳送到安全管理平臺(tái)的過(guò)程中依靠的是GPRS網(wǎng)絡(luò)，但在實(shí)際中，GPRS網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有全面覆蓋所有區(qū)域，會(huì)造成監(jiān)控盲區(qū)，并且在GPRS網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)，會(huì)使信息的傳遞滯后甚至錯(cuò)亂、丟失。

3.2 無(wú)法準(zhǔn)確判斷車輛安全行駛

機(jī)動(dòng)車輛的安全行駛影響因素包括人為和道路因素。在危險(xiǎn)化學(xué)品的運(yùn)輸中，行駛路線是固定的，所以其安全性主要決定于人為因素。酒后駕車、不系安全帶、超速駕駛等，都會(huì)成為影響危險(xiǎn)化學(xué)品車輛運(yùn)輸安全的重要因素。

我國(guó)規(guī)定高速公路的汽車行駛速度最快不超過(guò)一百二十公里，對(duì)于危險(xiǎn)化學(xué)品車輛的監(jiān)控，是車輛行駛速度不超過(guò)一百公里。長(zhǎng)時(shí)間的超速行駛，駕駛員對(duì)弱刺激的反應(yīng)發(fā)生變化，容易釀成安全事故。在安全管理平臺(tái)的運(yùn)行中，由于網(wǎng)絡(luò)延遲的原因，會(huì)對(duì)超速駕駛的監(jiān)控產(chǎn)生滯后性，從而對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸?shù)陌踩a(chǎn)生威脅。

在危險(xiǎn)化學(xué)品車輛運(yùn)輸中，若出現(xiàn)超速行駛、疲勞駕駛或其他原因引發(fā)車輛事故，若不能及時(shí)緊急報(bào)警，則會(huì)出現(xiàn)一定的人員傷亡。意外事故的發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致車輛運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)化學(xué)品跌落、甩灑、泄漏引起爆炸、火災(zāi)、環(huán)境污染和人員傷亡。再加上事故現(xiàn)場(chǎng)情況不明、救援不當(dāng)，會(huì)致使事故進(jìn)一步惡化。

3.3 北斗系統(tǒng)的誤差

北斗定位系統(tǒng)的原理是根據(jù)三球交匯定位，理論上三顆衛(wèi)星即可得到定位終端的位置信息，但衛(wèi)星時(shí)鐘和北斗車載導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)鐘會(huì)有誤差，電磁波以光速傳播，及時(shí)很小的時(shí)間誤差也會(huì)是距離等定位信息出現(xiàn)巨大誤差，通常的做法是接受盡可能多的衛(wèi)星信息，通過(guò)一定的算法，選出誤差最小的，從而提高精度。但實(shí)際應(yīng)用中，可能無(wú)法接收到足夠多的衛(wèi)星信息使誤差處在可接受的范圍內(nèi)，即使衛(wèi)星采用極其精確的原子鐘，也會(huì)有較大的積累誤差。

4 加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品車輛運(yùn)輸安全監(jiān)管的對(duì)策

4.1 升級(jí)車載終端，提升傳輸速率

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不完善，信息的推送存在滯后性的問(wèn)題，應(yīng)將車載終端進(jìn)行升級(jí)，將原有的利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的車輛各項(xiàng)信息的傳遞方式，升級(jí)為利用第三代移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行信息的傳遞。與此同時(shí)，由于3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上，可以在車載終端真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能同駕駛員增加溝通，及時(shí)了解車輛及行駛的狀況，使得對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛能進(jìn)行更為精確的監(jiān)管。

4.2 完善車輛行駛緊急報(bào)警系統(tǒng)

針對(duì)駕駛員超速行駛的問(wèn)題，根據(jù)需求，運(yùn)用車輛道路行駛限速器，使駕駛員在規(guī)定限速的道路進(jìn)行限速行駛。若駕駛員在限速的道路未按照規(guī)定的速度行駛時(shí)，車輛限速器將會(huì)提醒駕駛員限速行駛。

針對(duì)安全管理平臺(tái)無(wú)法準(zhǔn)確判斷疲勞駕駛的問(wèn)題，可以在車載終端加裝駕駛員疲勞檢測(cè)系統(tǒng)，在行駛過(guò)程中捕捉并分析駕駛員的生物行為信息，通過(guò)圖像分析手段對(duì)駕駛員臉部與眼睛特征進(jìn)行疲勞評(píng)估，以及通過(guò)視覺(jué)傳感器對(duì)人的眼瞼眼球的幾何特征和動(dòng)作特征、眼睛的凝視角度及其動(dòng)態(tài)變化、頭部位置和方向的變化等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和測(cè)量，建立駕駛?cè)搜鄄款^部特征與疲勞狀態(tài)的關(guān)系模型，研究疲勞狀態(tài)的多參量綜合描述方法；同時(shí)研究多元信息的快速融合方法，提高疲勞檢測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性，穩(wěn)定可靠的對(duì)疲勞駕駛進(jìn)行判斷。

針對(duì)發(fā)生意外事故的情況，在危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛中建立緊急報(bào)警系統(tǒng)，安裝碰撞遙感器。一般發(fā)生交通事故，都會(huì)發(fā)生巨大的車輛碰撞，根據(jù)車輛碰撞傳感器發(fā)出的數(shù)據(jù)，安全管理平臺(tái)通過(guò)分析，判斷事故類型，進(jìn)行妥善處理。

4.3 修正衛(wèi)星時(shí)鐘產(chǎn)生的誤差

雖然北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)存在一定的定位誤差，但在一般條件下，該誤差服從正態(tài)分布，從較長(zhǎng)的時(shí)間段來(lái)看，衛(wèi)星時(shí)鐘沒(méi)有累計(jì)誤差。但常用的北斗車載導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)鐘，存在不小的累計(jì)誤差。在精度方面，衛(wèi)星時(shí)鐘和北斗車載導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)鐘可以互補(bǔ)，二者相互對(duì)照可以對(duì)誤差實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，從而使精度提高。實(shí)際工作中，北斗衛(wèi)星時(shí)鐘會(huì)受地面站的監(jiān)測(cè)，并與更加精確的原子時(shí)鐘對(duì)比，從而使誤差得到修正，使北斗車載導(dǎo)航系統(tǒng)得到更精確的信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸是一種動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)源，發(fā)生事故涉及面廣，危害嚴(yán)重，對(duì)社會(huì)公共安全造成很大的影響，因此對(duì)于危險(xiǎn)化學(xué)品車輛道路運(yùn)輸?shù)陌踩O(jiān)管就顯得尤為重要?；诒倍沸l(wèi)星定位技術(shù)的?；奋囕v的動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)是一個(gè)集傳感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、GIS技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等于一體的高科技系統(tǒng)。文章對(duì)基于北斗衛(wèi)星定位技術(shù)的危險(xiǎn)化學(xué)品車輛道路運(yùn)輸監(jiān)管現(xiàn)狀、存在的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究，并嘗試提出了相應(yīng)的解決策略。目前對(duì)于危險(xiǎn)化學(xué)品道路運(yùn)輸?shù)陌踩O(jiān)管仍然不夠完善，有許多方面還需要進(jìn)行更廣泛深入的研究和討論，以降低事故的發(fā)生，減少對(duì)社會(huì)公共安全的危害。

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作者簡(jiǎn)介：郭巖（1993-），男，山西太原人，本科生，南通大學(xué)地理信息系統(tǒng)專業(yè)。

*通訊作者：魯鳳（1978-），女，安徽桐城人，博士，副教授，主要從事GIS應(yīng)用研究。