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高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

文檔作者：胡永驍文檔來源：浙江省交通運輸物流信息服務(wù)中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月21日
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收稿日期：２０１５－１１－０３
倡基金項目：浙江省交通科研計劃項目（２０１４Ｔ１４）
作者簡介：胡永驍（１９７８－），男，浙江蘭溪人，工程師，軟件工程碩士，主要
研究方向為智能交通物流、軟件工程。
高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)倡
胡永驍
（浙江省交通運輸物流信息服務(wù)中心杭州，３１００１２）
摘　要：近年來高速公路危險貨物運輸安全問題已經(jīng)廣泛被重視，如何安全的運輸危險貨物，如何對危險貨物運輸安全預(yù)
警，如何針對危險貨物運輸車輛遇到突發(fā)狀況時進(jìn)行應(yīng)急聯(lián)控。本文介紹了具有動態(tài)監(jiān)測、預(yù)警管理、應(yīng)急處置、安全監(jiān)管等一
系列功能的，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于國家交通運輸物流公共信息平臺下的高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)
滿足相關(guān)行業(yè)管理部門、危險貨物道路運輸企業(yè)、高速公路公司對危險貨物運輸?shù)陌踩枨蟆?
關(guān)鍵詞：高速公路；危險貨物運輸；安全預(yù)警系統(tǒng)；應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)
中圖分類號：ＴＰ２９　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ　　　　ＤＯＩ 編碼：１０．１４０１６／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－９２２７．２０１６．０３．１４５
Abstract：ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｇｏｏｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｔｔａｃｈｅｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｔｏ，ｈｏｗ ｔｏ ｃａｒｒｙ
ｏｕｔ ｔｈｅ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｇｏｏｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ，ｈｏｗ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｇｏｏｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｗａｒｎｉｎｇ，ｈｏｗ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｇｏｏｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，
ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｓａｆｅｔｙ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ，ａｎｄ ｂａｓｉｃ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎａｔｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ
ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ ｐｕｂｌｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｇｏｏｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｗａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ
ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ，ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｇｏｏｄｓ ｒｏａｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｍｐａｎｙ ｆｏｒ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ
ｇｏｏｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｄｅｍａｎｄ
Key words：Ｈｉｇｈｗａｙ：Ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｇｏｏｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ；Ｓａｆｅｔｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｙｓｔｅｍ
０　引言
危險貨物運輸?shù)闹饕緩骄褪歉咚俟愤\輸，而且近年
危險貨物運輸需求量大，運輸車輛一旦發(fā)生事故，后果嚴(yán)重，
會給人民、社會、環(huán)境造成嚴(yán)重傷害。２０１２ 年７ 月５ 日，廣州
天河區(qū)東圃蓮溪路上，一輛白色貨柜車裝有化學(xué)物品發(fā)生泄
漏，發(fā)出刺激性氣味，周圍３００ 米范圍被封鎖；２０１２ 年８ 月２６
日，陜西省延安市境內(nèi)的包茂高速公路發(fā)生一輛雙層臥鋪客
車和一輛裝有甲醇的罐車追尾的交通事故，不僅兩車起火，還
引起３６ 人死亡。運輸危險品的車輛，在高速公路上就像一顆
“流動的定時炸彈”。對危險貨物運輸車輛進(jìn)行監(jiān)控、發(fā)生事
故能夠緊急處理，是降低危貨運輸事故重要方式。
我國對于危險貨物運輸大都是停留在對車輛行駛狀態(tài)的
監(jiān)測上，從使用層面上，對于實現(xiàn)對車輛、危險品、駕駛員進(jìn)行
全方位監(jiān)控預(yù)警以及在危急狀態(tài)下的實時應(yīng)急處置，缺乏綜
合處理各種信息的能力。為了保證危險貨物在高速公路運輸
的安全，特別建立高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控
系統(tǒng)。
１　高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)
控系統(tǒng)的概述
　　高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)是基于國家
交通運輸物流公共信息平臺的交換網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)危險貨物運
輸安全相關(guān)數(shù)據(jù)交換與共享，通過動態(tài)監(jiān)測模塊、安全預(yù)警模
塊和應(yīng)急處置模塊實現(xiàn)對危險貨物運輸過程的安全保障。
國家交通運輸物流公共信息平臺是由交通運輸部和浙江
省級交通運輸主管部門共同推進(jìn)，為提高社會物流效率，實現(xiàn)
物流信息高效交換和共享的，連通各類物流信息平臺、企業(yè)生
產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)，消除信息孤島的面向全社會的公共物流信息服
務(wù)系統(tǒng)。
交通運輸物流公共信息平臺致力于應(yīng)用信息技術(shù)推動交
通運輸行業(yè)從傳統(tǒng)運輸業(yè)向現(xiàn)代物流業(yè)轉(zhuǎn)型升級，當(dāng)前危貨
運輸監(jiān)管信息化建設(shè)，也是平臺的重點內(nèi)容。
高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)，是通過對
危險貨物運輸車輛行駛進(jìn)入高速公路開始全程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)車
輛本身、駕駛員或押運員、高速公路路況、行駛情況的周圍環(huán)
境等因素是否存在安全隱患，對已經(jīng)有的安全隱患進(jìn)行預(yù)防
與排查，對發(fā)生的事故制定緊急預(yù)警聯(lián)動方案，以便于加快救
援、降低經(jīng)濟(jì)損失、減少對環(huán)境的影響。
２　高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)
控系統(tǒng)的框架
２暢１　系統(tǒng)的總體框架
高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)基本架構(gòu)是
應(yīng)用國家交通運輸物流公共信息平臺提供的基礎(chǔ)交換網(wǎng)絡(luò)，
實現(xiàn)危險貨物運輸安全相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)接口調(diào)
用，實現(xiàn)對高速公路危險貨物運輸?shù)男畔①Y源的共享交換，并
通過建立動態(tài)監(jiān)測模、安全預(yù)警模塊和應(yīng)急處置模塊實現(xiàn)對
危險貨物運輸過程的全程管理，形成高速公路危險貨物運輸
的安全應(yīng)急管理中心。并通過對危險貨物運輸相關(guān)的企業(yè)、
貨物、車輛開展以及運輸過程的線路、區(qū)域全方位的安全分
析，向危險貨物運輸安全監(jiān)管部門提供決策分析功能。
２暢２　系統(tǒng)的技術(shù)框架
（１）技術(shù)框架
系統(tǒng)采用目前主流的Ｊ２ＥＥ 體系架構(gòu)。Ｊ２ＥＥ 體系結(jié)構(gòu)提
供中間層集成框架用來滿足無須太多費用而又需要高可用
性、高可靠性以及可擴(kuò)展性的應(yīng)用的需求。
（２）技術(shù)指標(biāo)
高速危險貨物運輸安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)、建設(shè)和運
行主要應(yīng)滿足以下技術(shù)指標(biāo)：
·１４５·
枟自動化與儀器儀表枠２０１６ 年第３ 期（總第１９７ 期）
①具備集中授權(quán)管理和應(yīng)用認(rèn)證機(jī)制；②對于敏感數(shù)據(jù)
（ＧＰＳ、危險貨物電子路單等）采用加密傳輸方式；③系統(tǒng)中使
用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)字典需要具有自動和手動兩級同步功
能；④系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲精度和統(tǒng)計精度應(yīng)該符合危貨運輸管
理規(guī)劃中的規(guī)定要求；⑤系統(tǒng)中核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)備份方式與策
略可選控；⑥系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)功能響應(yīng)及時、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高；⑦
系統(tǒng)架構(gòu)符合ＳＯＡ 標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層面的功能擴(kuò)展。
２暢３　系統(tǒng)的功能框架
高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能
包括動態(tài)監(jiān)測、預(yù)警管理、應(yīng)急處置、安全監(jiān)管等一系列功能，
為應(yīng)用系統(tǒng)的行業(yè)管理部門、危險貨物道路運輸企業(yè)、高速公
路公司等用戶提供服務(wù)。
圖１?。粒校保埃埃?ＲＣＣＡ 布置
３　高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)
控系統(tǒng)的功能
３暢１　數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)
高速公路危險貨物運輸安全預(yù)警和應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)設(shè)計車
輛衛(wèi)星定位、電子路單等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)的實時更
新能力要求高，因此，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用最流行的客戶／服
務(wù)器（ ＣＬＩＥＮＴ／ＳＥＲＶＥＲ） 或Ｂ／Ｓ 體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫———
Ｏｒａｃｌｅ 數(shù)據(jù)庫。Ｏｒａｃｌｅ Ｍｕｌｔｉｔｅｎａｎｔ 可快速整合多個數(shù)據(jù)庫，而
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄａｔａ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ 和Ｈｅａｔ Ｍａｐ 能以更高的密度壓縮
數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)分層。而且Ｏｒａｃｌｅ 數(shù)據(jù)庫具有多承租方架構(gòu)，
該架構(gòu)可輕松部署和管理數(shù)據(jù)庫云，是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的新趨勢。
３暢２　動態(tài)監(jiān)測功能
當(dāng)車量駛?cè)敫咚偃肟谔?，系統(tǒng)將向國家交通物流平臺抽
取電子路單信息（根據(jù)ＧＰＳ 信號判別車輛信息）、相關(guān)的資質(zhì)
信息用于判斷其運輸合法性。信息符合，則根據(jù)相關(guān)信息內(nèi)
容自動匹配相應(yīng)的應(yīng)急資源，進(jìn)行監(jiān)管環(huán)節(jié)，不然，進(jìn)行信息
警告，記錄在案，通知相關(guān)處理單位。跟蹤ＧＰＳ 信息號進(jìn)入
監(jiān)管環(huán)節(jié)。
高速管理單位，按照設(shè)定轄區(qū)位置，對轄下在途危貨車輛
進(jìn)行實時監(jiān)控，及時向車輛發(fā)送路況信息及相應(yīng)的注意事項。
并對其進(jìn)行實時監(jiān)控，直到離開轄區(qū)。
通過實時車輛衛(wèi)星定位信息，動態(tài)監(jiān)測功能實現(xiàn)對車輛
運輸狀態(tài)的實時監(jiān)測功能。其中也包括危險貨物監(jiān)測，駕駛
員、道路情況、周邊環(huán)境等。
３暢３　預(yù)警管理功能
預(yù)警管理包含危險源管理、預(yù)警評估管理、預(yù)警事件分析
管理、預(yù)警處理管理、預(yù)警消息管理等功能。
危險源管理：對影響危險貨物安全運輸?shù)奈ｋU源：包括車
輛、貨物、人員、交通狀態(tài)、環(huán)境因素等進(jìn)行集中管理。動態(tài)收
集車輛運行過程中的危險源狀態(tài)數(shù)據(jù)，管理危險源對事故的
影響指標(biāo)。
預(yù)警評估管理：根據(jù)實時的車輛運行過程中信息，根據(jù)危
險源對危險貨物運輸安全的影響進(jìn)行評價指標(biāo)的劃分，根據(jù)
評價指動態(tài)分析車輛運輸安全。
預(yù)警事件分析管理：對出現(xiàn)預(yù)警的事件進(jìn)行分析。分析
事故（或其他危急事件）的可能性，影響的范圍，需要預(yù)警的
信息及預(yù)警推送的對象等。
預(yù)警消息管理：可根據(jù)歷史事件，預(yù)置推送信息，包括對
駕駛員、行業(yè)管理部門、高速公路管理機(jī)構(gòu)的推送信息。并能
根據(jù)預(yù)警事件分析結(jié)果，推送預(yù)警信息到推送對象的客戶機(jī)，
包括手機(jī)端、移動情報板、客戶登錄的消息框，服務(wù)器端的提
醒框等等。
３暢４　應(yīng)急處置功能
根據(jù)事件觸發(fā)條件，進(jìn)入應(yīng)急模式，利用ＧＰＳ 最后的信
號軌跡，快點定位事發(fā)地點，地址。
根據(jù)車輛電子路單快速掌握車輛運載的危險貨物信息，
包括危貨品種、載重、駕駛員、押運員等信息；并快速匹配危險
貨物安全卡、車輛所屬危險貨物所在企業(yè)，形成危貨處理
方案。
根據(jù)系統(tǒng)匹配的應(yīng)急資源與預(yù)案信息，列出相關(guān)信息
（例：消防、醫(yī)療、環(huán)保、政府、專家團(tuán)員、應(yīng)急資源庫信息、救援
點等等）通過電子情報板發(fā)送事故情況，警告過往車輛并封
道。通過調(diào)用現(xiàn)場視頻（車載或附近的視屏點，如有）監(jiān)控事
故現(xiàn)場情況。通過預(yù)設(shè)報表，快速對事故進(jìn)行分析自動形成
報表，及時通知相關(guān)主管單位及分發(fā)給所有負(fù)責(zé)單位。
３暢５　安全監(jiān)管功能
安全監(jiān)管事件管理：出現(xiàn)影響危貨運輸安全的事件時，由
系統(tǒng)自動生成違法違規(guī)時間提醒消息，根據(jù)預(yù)置的安全監(jiān)管
范圍，生成推送信息。供對應(yīng)監(jiān)管部門的執(zhí)法功能模塊調(diào)用。
其中根據(jù)監(jiān)管職責(zé)的不同分為以下幾個部分：
（１）道路運輸部門：經(jīng)營許可證年審逾期；從業(yè)人員資格
證逾期；車輛道路運輸證年審逾期；車輛技術(shù)等級檢測逾期；
車輛二級維護(hù)逾期；電子路單未申報；報停車輛上路等。
（２）高速交警運輸部門：車輛超速；禁行路段行駛；禁行
時間段行駛。
（３）高速公路路政管理部門：超載；超限。
各部門各形其責(zé)，監(jiān)管不同內(nèi)容，保證運輸環(huán)境。
違法違規(guī)處置：違法處置主要實現(xiàn)違法信息的推送和調(diào)
用接口，供相關(guān)部門及時掌握高速公路危險貨物運輸?shù)倪`法
違規(guī)情況。
移動執(zhí)法處置：該功能主要實現(xiàn)把違法信息實時推送至
移動執(zhí)法終端，從而方便對危險貨物運輸車輛的截停，制止違
法行為。
危貨行業(yè)分析決策：分析決策功能主要解決對各類危險
貨物所涉及的企業(yè)、人員、車輛等要素開展事故分析，為行業(yè)
管理部門在宏觀層面梳理危險貨物運輸事故發(fā)生的概率提供
（下轉(zhuǎn)第１４９ 頁）
·１４６·
高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)　胡永驍
圖３　多智能體系統(tǒng)狀態(tài)曲線
圖３　為多智能體編隊結(jié)果，四個智能體經(jīng)過一定時間
形成了所要求的編隊，其之間保持相應(yīng)的距離，表明所設(shè)計的
協(xié)議有效。
４　結(jié)語
本文針對二階離散多智能體系統(tǒng)，首先假設(shè)多智能體網(wǎng)
絡(luò)為有向固定拓?fù)?，設(shè)計了分布式編隊控制協(xié)議，通過應(yīng)用離
散系統(tǒng)相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具，以定理的形式給出了協(xié)議有效時其
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜拖鄳?yīng)參數(shù)滿足的充分條件。然后針對有向切換網(wǎng)
絡(luò)拓?fù)?，給出了所設(shè)計的協(xié)議有效時的充分條件。數(shù)據(jù)仿真
結(jié)果證明在所設(shè)計的分布式編隊控制協(xié)議的作用下，ｆｏｌｌｏｗｅｒｓ
可形成所要求的編隊并且和虛擬ｌｅａｄｅｒ 達(dá)到速度一致。
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（上接第１４６ 頁）
有針對性的分析，從而進(jìn)一步達(dá)到降低事故發(fā)生率，提高危險
貨物運輸安全的目的。
４　結(jié)束語
高速公路危貨運輸安全預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)控系統(tǒng)主要是依托
于國家交通運輸物流公共信息平臺，是在危貨物品運輸日益
增加的情況下，為了保證運輸安全建立的信息平臺。本信息
系統(tǒng)平臺主要監(jiān)控在高速公路上行駛的危貨運輸車輛，對車
輛進(jìn)行動態(tài)檢測，若發(fā)現(xiàn)安全隱患，則對車輛進(jìn)行預(yù)警管理，
對車輛發(fā)生突發(fā)狀況和事故，要及時進(jìn)行應(yīng)急處理，從而保證
危險貨物在高速公路上的運輸安全、遇到隱患能及時預(yù)警、發(fā)
生事故可以即使處理、事故過后對相關(guān)問題進(jìn)行即使監(jiān)管。
系統(tǒng)采用Ｊ２ＥＥ 體系架構(gòu)，具有危貨運輸安全的特定技術(shù)
指標(biāo)，采用最流行的數(shù)據(jù)庫文件，保證了系統(tǒng)的順利運行。
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枟自動化與儀器儀表枠２０１６ 年第３ 期（總第１９７ 期）

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