基于北斗定位技术的危险化学品运输安全监管现状与对策研究

郭岩　孙健　侯兴军　汪成亚　鲁凤

摘 要：从我国的实际应用出发，分析了基于北斗卫星定位导航技术的危险化学品车辆道路运输安全监管现状，对目前危险化学品运输安全监管中存在的主要问题进行了分析，并尝试提出了相应的解决策略。

关键词：北斗卫星定位导航技术；危险化学品运输；安全监管

1 概述

国民经济建设的持续增长，强劲地拉动了我国化工产品的需求，使得危险化学品物流量越来越大，运输品种也越来越多。危险化学品运输具有危险特性复杂，危险程度高的特点，易造成爆炸、燃烧、中毒、灼伤等重、特大事故，甚至是社会灾难性事故，严重影响到公共安全。由于各种人为的原因，监督、管理上的漏洞以及客观原因等造成的危险化学品事故时有发生，近年来态势趋于严重，给国家和人民造成了极大的损失。

在发达国家，危化品运输监管的研究及应用相对先进和完善，即利用卫星定位导航系统，针对危险品车辆运输提供远程信息服务，用以监控运输车辆及货物在途中的状况、实现突发事件的实时报警监控，易燃、易爆、泄露等严重事件的提前预警等。目前，世界上运行的全球卫星定位导航系统主要有美国的GPS定位系统、俄罗斯的格罗纳斯系统、欧洲的伽利略系统，这三大系统一直占据重要的地位。自2000年以来，我国自主研发的“北斗卫星定位导航系统“建成，打破了由美国等发达国家占据全球卫星定位导航统治地位的局面。随着我国北斗系统的逐步推广应用，北斗系统在我国卫星导航应用市场所占比重不断提升。北斗系统的应用范围十分广泛，在我国很多行业都得到了有效利用，在危险化学品的道路运输监管方面也充分发挥出重要的作用。

2 基于北斗系统的危险化学品运输安全监管现状

目前危险化学品道路运输的过程可划分为六个部分。一是由企业提供危化品道路运输的需求，二是承运单位获得承运任务信息，三是将危化品运输车辆的行程路线、时间等相关信息上报相关管理部门，获管理部门审批，四是承运单位做运输安排准备，五是在运输过程中，承运单位进行运输安全监控，六是运输任务完成。

2.1 危险化学品运输的动态监管环节

在危险化学品的运输管理中，公安部门对危化品运输车辆的行程路线、时间等进行审批，对符合条件的发放公路运输通行证，并对危化品道路运输安全实施监督检查，及时消除运输车辆的潜在危险；危化品运输企业通过北斗卫星定位技术对行驶中的危化品运输车辆进行监控，以保证车辆在发生各种意外时能够及时获得报警信息，并向该车辆提供救援。

在危险化学品的运输过程中，由于意外的交通困难、司机的违规驾驶和打劫盗窃等均会造成不同等级的交通事故。当司机出现违规事件时，监控系统会发布实时信息给监控部门，并让监控部门及时对司机和相关企业进行提醒。发生事故时，监控系统会首先发布事故的信息，并通知相关人员到达现场，进行事故处理。

2.2 危险化学品安全管理平台

危险化学品运输车辆安全管理平台可通过安装在每辆危险化学品运输车上的北斗卫星定位技术设备，实时的接收车辆的定位信息，并在接收到卫星传输的定位信号后精确定位车辆当前的地理位置坐标，再通过第二代移动通信技术将坐标信息等车辆相关的信息传送给安全管理平台。安全管理平台基于坐标信息等信息对作业车辆进行数据处理，测算出运输车辆的行驶方向、行驶速度等动态信息，并在电子地图上直观的显示，便于管理员对在途危险化学品运输车辆进行实时监控。其中，安全管理平台的数据库管理系统中存储了作业区域主要道路信息，包括位置、路况、周围环境、人口分布、天气情况等，并保持实时更新，便于对危险化学品车辆的运输进行调度和政府部门做出相关分析与决策。

3 基于北斗系统的危险化学品运输安全监管中存在的问题

3.1 网络覆盖不完善，信息的推送存在滞后性

危险化学品安全管理平台的运行中，北斗资源卫星通过车载终端对车辆的各项信息进行收集，然后利用GSM技术车载终端把信息传输到蜂窝基站，蜂窝基站把信息传递给GPRS/CDMA等信息服务商，服务商再由路由器把相关信息接入到安全管理平台，这样安全管理平台就可以实时的监测到道路上行驶的每一辆危险化学品运输车辆。并通过查询每一部车辆的运行状态，来合理的对车辆进行监管。与此同时，安全管理平台又通过平臺接口和广域网把监控信息实时的传递给政府监管部门、企业的监控坐席等。而在把信息从车辆终端传送到安全管理平台的过程中依靠的是GPRS网络，但在实际中，GPRS网络没有全面覆盖所有区域，会造成监控盲区，并且在GPRS网络拥堵时，会使信息的传递滞后甚至错乱、丢失。

3.2 无法准确判断车辆安全行驶

机动车辆的安全行驶影响因素包括人为和道路因素。在危险化学品的运输中，行驶路线是固定的，所以其安全性主要决定于人为因素。酒后驾车、不系安全带、超速驾驶等，都会成为影响危险化学品车辆运输安全的重要因素。

我国规定高速公路的汽车行驶速度最快不超过一百二十公里，对于危险化学品车辆的监控，是车辆行驶速度不超过一百公里。长时间的超速行驶，驾驶员对弱刺激的反应发生变化，容易酿成安全事故。在安全管理平台的运行中，由于网络延迟的原因，会对超速驾驶的监控产生滞后性，从而对危险化学品运输的安全产生威胁。

在危险化学品车辆运输中，若出现超速行驶、疲劳驾驶或其他原因引发车辆事故，若不能及时紧急报警，则会出现一定的人员伤亡。意外事故的发生，会导致车辆运输的危险化学品跌落、甩洒、泄漏引起爆炸、火灾、环境污染和人员伤亡。再加上事故现场情况不明、救援不当，会致使事故进一步恶化。

3.3 北斗系统的误差

北斗定位系统的原理是根据三球交汇定位，理论上三颗卫星即可得到定位终端的位置信息，但卫星时钟和北斗车载导航系统的时钟会有误差，电磁波以光速传播，及时很小的时间误差也会是距离等定位信息出现巨大误差，通常的做法是接受尽可能多的卫星信息，通过一定的算法，选出误差最小的，从而提高精度。但实际应用中，可能无法接收到足够多的卫星信息使误差处在可接受的范围内，即使卫星采用极其精确的原子钟，也会有较大的积累误差。

4 加强危险化学品车辆运输安全监管的对策

4.1 升级车载终端，提升传输速率

针对网络覆盖不完善，信息的推送存在滞后性的问题，应将车载终端进行升级，将原有的利用GPRS网络进行的车辆各项信息的传递方式，升级为利用第三代移动通信技术进行信息的传递。与此同时，由于3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上，可以在车载终端真正实现实时监控，并能同驾驶员增加沟通，及时了解车辆及行驶的状况，使得对危险化学品运输车辆能进行更为精确的监管。

4.2 完善车辆行驶紧急报警系统

针对驾驶员超速行驶的问题，根据需求，运用车辆道路行驶限速器，使驾驶员在规定限速的道路进行限速行驶。若驾驶员在限速的道路未按照规定的速度行驶时，车辆限速器将会提醒驾驶员限速行驶。

针对安全管理平台无法准确判断疲劳驾驶的问题，可以在车载终端加装驾驶员疲劳检测系统，在行驶过程中捕捉并分析驾驶员的生物行为信息，通过图像分析手段对驾驶员脸部与眼睛特征进行疲劳评估，以及通过视觉传感器对人的眼睑眼球的几何特征和动作特征、眼睛的凝视角度及其动态变化、头部位置和方向的变化等进行实时检测和测量，建立驾驶人眼部头部特征与疲劳状态的关系模型，研究疲劳状态的多参量综合描述方法；同时研究多元信息的快速融合方法，提高疲劳检测的可靠性和准确性，稳定可靠的对疲劳驾驶进行判断。

针对发生意外事故的情况，在危险品运输车辆中建立紧急报警系统，安装碰撞遥感器。一般发生交通事故，都会发生巨大的车辆碰撞，根据车辆碰撞传感器发出的数据，安全管理平台通过分析，判断事故类型，进行妥善处理。

4.3 修正卫星时钟产生的误差

虽然北斗定位导航系统存在一定的定位误差，但在一般条件下，该误差服从正态分布，从较长的时间段来看，卫星时钟没有累计误差。但常用的北斗车载导航系统的时钟，存在不小的累计误差。在精度方面，卫星时钟和北斗车载导航系统的时钟可以互补，二者相互对照可以对误差实现补偿，从而使精度提高。实际工作中，北斗卫星时钟会受地面站的监测，并与更加精确的原子时钟对比，从而使误差得到修正，使北斗车载导航系统得到更精确的信息。

5 结束语

危险化学品运输是一种动态危险源，发生事故涉及面廣，危害严重，对社会公共安全造成很大的影响，因此对于危险化学品车辆道路运输的安全监管就显得尤为重要。基于北斗卫星定位技术的危化品车辆的动态监管系统是一个集传感技术、卫星定位技术、无线网络通讯技术、GIS技术和计算机应用技术等于一体的高科技系统。文章对基于北斗卫星定位技术的危险化学品车辆道路运输监管现状、存在的相关问题进行了研究，并尝试提出了相应的解决策略。目前对于危险化学品道路运输的安全监管仍然不够完善，有许多方面还需要进行更广泛深入的研究和讨论，以降低事故的发生，减少对社会公共安全的危害。

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作者简介：郭岩（1993-），男，山西太原人，本科生，南通大学地理信息系统专业。

*通讯作者：鲁凤（1978-），女，安徽桐城人，博士，副教授，主要从事GIS应用研究。