基于地理信息系统的危险货物集装箱堆存监控系统应用

舒帆 宓为建 柯元俊

1 危险货物集装箱堆存监控要求

由于危险货物等级各不相同，加之危险货物集装箱堆存必须严格遵循隔离规则，导致危险货物集装箱堆存分布情况十分复杂。危险货物集装箱堆存监控要求体现在监督和控制两方面：从监督角度而言，要求危险货物集装箱堆存监控实现可视化；从控制角度而言，要求堆场具备快速应急响应能力，在危险货物集装箱发生安全事故时评估事故危险程度，并据此采取相应的处置措施。

针对上述要求，本文提出应用基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的危险货物集装箱堆存监控系统。GIS将属性信息融入空间信息中，使空间地物具有内在的多重属性，能够反映空间地物不同层面的内涵。基于GIS的危险货物集装箱堆存监控系统能够反映危险货物集装箱堆存的多重信息，包括危险货物等级、箱位编号、箱区编号等，是对危险货物集装箱堆存实施监控的有效手段。在此基础上，建立危险货物应急处置知识库，实现危险货物性质分析及应急处置措施组织的信息化，为发生安全事故时快速采取相应的应急处置措施奠定基础。本文重点阐述危险货物集装箱堆存分布可视化的构建过程以及基于GIS的危险货物集装箱堆存监控系统的实现手段。

2 危险货物集装箱堆存分布可视化构建过程

2.1 堆场电子地图的构建

2.1.1 建立堆场地物空间数据

在构建堆场电子地图时，先按可视化需求对堆场进行图层规划。首先，构建箱区图层，以便快速聚焦特定箱区；其次，重点构建箱位图层，通过设置箱位属性实现危险货物等级信息的可视化；最后，将修饰地图的元素归纳到同一图层中。构建的堆场电子地图如图1所示。

2.1.2 建立堆场地物属性数据

地物属性数据的建立是GIS用以解决应用需求的关键。对于箱区图层而言，地物的属性是箱区编号，通过箱区编号对箱区进行标识；对于箱位图层而言，地物的属性包括箱位编号和标志位。标志位由监控系统计算得出，以便后续按照箱位的外在差异呈现箱位的某种内在属性；因此，标志位的算法可由欲体现的内在属性决定。此外，标志位的计算涉及大量实际的堆存箱信息，这些信息来自于生产操作系统的基本业务数据。

2.2 堆场电子地图的驱动

2.2.1 建立危险货物集装箱专题地图

为实现危险货物集装箱堆存分布的可视化，需要根据危险货物等级对箱位图层中的标志位进行渲染。按照GB 6944―2005《危险货物分类和品名编号》的规定，将危险货物分为9类；此外，考虑到危险货物集装箱堆场存在堆存少量非危险货物集装箱的情况，将非危险货物作为第10类。据此定义渲染变量，并自下而上地对渲染变量进行编码（见图2），得到专题地图的图例。

2.2.2 查询危险货物集装箱电子地图

对危险货物集装箱堆存实施有效监控的重要途径之一是人机对话，即人与电子地图之间进行交互。当点击地图区域时，系统能够反馈堆场相应区域堆存的危险货物集装箱的信息；当输入集装箱的属性信息时，系统能够将符合该属性信息的集装箱以特定形式呈现在地图上。

3 基于GIS的危险货物集装箱堆存监控

系统实现手段

在上述危险货物集装箱堆存可视化的基础上，建立基于GIS的危险货物集装箱堆存监控系统（见图3）。

按照上文的分析，对危险货物集装箱的堆存分布情况进行渲染，通过堆场地物的颜色和专题地图的图例可视化地展现危险货物集装箱堆存分布情况。图3中，每个箱位均被赋予可视化信息（此处为颜色与样式的组合），其含义由图例进行说明。

在堆存信息的查询方面，系统提供库场聚焦、标注、单击查询等手段。系统可对堆场电子地图进行聚焦显示，从而将所需监控的区域快速调入监控界面的中心，并且能够结合箱区的属性标注，在电子地图上实现精确、清晰的定位。当工作人员单击某箱位时，监控界面显示该箱位的编号、所堆存集装箱的具体信息以及该箱位所在箱区的危险货物类别和联合国危险货物编号等，从而使工作人员能够快速判断危险货物集装箱的堆存分布是否符合隔离要求（见图4）。此外，系统还允许通过集装箱的属性查询其所在箱位，即通过条件进行查询，例如，输入集装箱的箱号即可定位其所在箱位（见图5）。

系统具有应急处置措施查询功能，可跟踪动态数据并驱动地图数据的属性更新，从而使系统的实时性得到保证。

（编辑：张敏 收稿日期：2016-03-09）