危化品运输风险信息集成与共享预警平台研究

魏红，冒奎，路亚彬，阳琦，郭昭远

(浪潮工业互联网股份有限公司，山东 济南 250000)

0 引言

危险化学品在国民经济发展中伴有重要的角色，随着我国经济的快速发展，对作为各种日常用品原料的危险化学品的需求也日益增多。我国危险化学品存在“品种分类多、运输方式多、信息来源多、监管部门多”四多现象，造成行业安全监管存在各种各样的问题，尤其是在危险化学品道路运输过程中安全事故时有发生。危险化学品具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，其本身便具有一定的危险性。我国每年通过道路运输的危化品超过3亿吨[1]，由于运输车辆具有移动性的特点，导致危险化学品的运输过程存在安全风险难预测、难监控、难评估等问题。运输中的危险化学品车辆相当于“移动重大危险源”，事故后果具有突发性、复杂性和灾难性等特点[2-3]，一旦发生安全事故后果不堪设想。

专家学者针对危险化学品道路运输安全风险评估与防控预警进行了大量的研究工作，并取得了一系列研究成果。桑海泉提出了基于GIS、GPS、GPRS和无线传感网络技术的危险化学品生产储存运输安全监控系统设计方法[4]。唐晨飞等提出了基于位置服务的危化品车辆监控与应急联动技术[5]。方来华等研究了用于危化品运输车辆的监控预警系统[6]。王阳等研究了危险化学品道路运输过程中发生事故的内在原因机理[7]。黄合来等提出了山区高速公路隧道群路段危险化学品运输风险评价方法[8]。刘强等提出了建设危险化学品运输安全统一监控平台的设想，为解决危险化学品跨地域安全监管问题提供了有效解决方案[9]。以上成果对危险化学品道路运输安全风险治理具有重大意义，但是目前研究成果多集中在特定条件下的风险评估，或者某单一设备和或系统的研发，并没有打通危险化学品运输全生命周期过程“数据链”以及实现“装货—运输—卸货”全过程的安全风险管控和预警，具有应用局限性。本文充分结合国家最新的法律法规和标准规范，针对目前行业切实存在的痛点问题，并充分利用大数据、物联网、人工智能等新一代信息化技术集成危险化学品道路运输过程中重点监管信息，对提高我国危险化学品道路运输行业本质安全水平具有较大意义。

1 我国危险化学品道路运输行业安全监管现状

1.1 国家相关法律、法规和标准

我国危险化学品道路运输具有多物态、跨地域、跨时空的特点，涉及应急、运输、交管、质检、环保等多个政府监管部门。目前，我国专门针对危险化学品安全监管的法律法规和标准主要有《危险化学品安全管理条例》《危险化学品安全综合治理方案》《道路危险货物运输管理规定》、JT/T 617—2018《危险货物道路运输规则》、AQ 3003—2005《危险化学品汽车运输安全监控系统通用规范》等。上述法律法规和标准明确规定了从业企业、人员、设备和操作规范等方面的要求，以及相关政府监管部门的监管职责和范畴。如明确要求在危险化学品装卸过程中，需要有专门的装卸管理员在现场进行管理。该装卸管理员需通过运输监管部门组织的相关考试，并取得相应的从业资质证书方可上岗等。

另外，2014年交通运输部办公厅发布了《关于开展危险货物道路运输电子运单管理制度试点工作的通知》，在北京、江苏、浙江等六省份进行试点推广应用，以强化危险化学品道路运输源头管控和动态监控，有效提升危险化学品道路运输安全运营水平。2018年交通运输部颁布了《关于推广应用智能视频监控报警技术的通知》，通过科技手段监管驾驶人员不安全操作行为，提高道路运输安全科技保障水平。2018年交通运输部、公安部、应急管理部联合颁布了《道路运输安全生产工作计划(2018—2020年)》的通知，明确要求利用大数据等科技和信息化手段，实现全国危险货物电子运单、罐体检测报告、监督检查等监管信息全国联网，提升危货道路运输安全现代化治理能力。

综上所述，充分证明了国家对提高危险化学品道路运输安全风险管控能力以及提升危化品公共安全治理水平，对保障人民生命财产安全是非常重视的，符合中共中央国务院《关于推进安全生产领域改革发展的意见》中提到的“牢固树立生命至上、安全发展”的理念。

1.2 危化道路运输行业监管存在问题

危险化学品运输安全风险状况具有难评估、难预测、难控制的特点，危化运输依然超出单纯的企业安全生产主体责任范畴，其对公共安全具有潜在的重大影响[10]。2018年11月28日，张家口盛华化工发生的氯乙烯泄漏爆炸事故，直接将附近省道上50余辆车引燃，造成23人死亡和22人受伤的严重后果。2019年3月21日，盐城响水发生的危化品爆炸事故，直接影响周边两千米范围内，造成78人死亡的恶劣后果。以目前的监管手段和水平，一些监管部门较难获取管辖范围内的危化品生产、储存和运输的实时有效信息，如某化工企业每天装卸多少物料、储存多少物料、重点监管的危化品流通和储存等信息，又如某高速公路上一辆运输中危化品车辆，该车辆运输何种物料、有何危险特性、装载介质与罐体是否相符等信息。

我国应急管理部的成立充分证明了国家和人民对提高公共安全治理水平的强烈要求。应急管理是包含自然灾害、公共安全和生产安全治理防范的新理念，可提高我国危险化学品道路运输本质安全水平，是建设现代化应急管理强国的必然需求。目前我国危险化学品道路运输行业监管存在如下问题：

(1)危化监管涉及政府部门众多，某些内容存在职责界线不清情况

危化监管涉及政府监管部门众多，一些部门在某些监管内容上存在职责界限不清晰情况，对某些模糊规定存在推诿扯皮现象，影响日常执法检查正常进行。如《危险化学品安全管理条例》中明确规定危险化学品装卸过程中需要取得相应从业资质的装卸管理员在现场进行指导管理，该证件由运输监管部门进行核发。但实际情况中，装卸作业均是由危化化工企业相关工作人员进行操作，由于化工企业归属安监(现应急)部门监管，但安监部门并没有组织核发相应证书的资格。运输企业按照运输监管部门要求配备了具有相应从业资质的装卸管理人员，但无法进行实际装卸车管理作业。

(2)一些政府监管部门各自建设信息系统，系统之间缺乏共享机制

目前一些政府监管部门之间没有建设统一的信息系统，不具备监管信息共享的条件，存在较为严重的监管信息孤岛现象。如驾驶员的驾驶违章行为和疲劳驾驶、中途换人、超载等，具有交管部门负责监管。但涉及剧毒易制毒等重点监管化学品，其受公安部门监管，另外，运输槽罐车质量检测是由质监进行监管，因此一些政府监管部门无法掌握危险化学品道路运输过程整体状况。

(3)各地的危化运输监管信息化系统建设进度及应用程度参差不齐

目前全国多地已经在建或已建成危货电子运单系统，包括省级平台和市级平台，但各平台建设进度及应用程度参差不齐。而且由于危化品车辆运输作业移动性和跨地域性的特点，存在外地车本地作业、本地车外地作业等情况，以及涉及业务来往的企业所在地没有使用该系统的情况，很难保证系统的实用性。另外，某些地方运输企业根据不同监管部门的要求，在车辆上安装了多套功能相同或类似的监控设备，造成了严重的资源浪费，如图1所示。

图1 实际危化品运输车辆设备安装情况

1.3 关于运用大数据技术解决危险化学品道路运输安全监管的思路

综上所述，根据我国目前针对危险化学品安全监管的法律法规、部门规章和国家行业标准及相关行业政策要求，如危货电子运单、危货运输车辆智能监控设备等的要求和推广，并结合目前我国危险化学品安全监管的严峻形势，在前人研究基础上，提出综合运用大数据技术将危险化学品道路运输全生命周期过程中涉及的各种监管信息和安全隐患进行全方位、无死角监管的建设思路。

2 危险化学品运输安全大数据应用概述

2.1 危险化学品运输安全大数据应用概述

大数据是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征[11]。将在进行的危险化学品运输“装货—运输—卸货”全生命周期过程中，通过一定方法获取到的能反映各个环节或各个阶段安全问题本质、特性、规律的数据集，包括人、机、管、环等各个方面，以及对形成的数据集进行处理的大数据思维和技术可统称为危险化学品运输安全大数据应用[12-13]。

2.2 危险化学品运输集成数据来源举例

危险化学品道路运输过程中涉及的数据是海量的、多源的，如何将危险化学品从“装货—运输—卸货”全生命周期流转过程中涉及的政府部门关注的重点监管信息和能反映该过程中各个阶段安全风险态势的信息进行有效的集成，形成一条完整的危化品流转“数据链”。并充分利用大数据、人工智能等技术将对危化品道路运输风险的监管转换为以信息化为基础的“数据监管”和“数字监管”。集成数据按业务类型可分为基础类数据、状态类数据、业务类数据，其中基础类数据采用从相关政府已有运政系统里同步的方式，状态类数据从车辆或者企业已安装的相关设备中接入方式，充分利用已有条件，避免重复安装。集成各数据来源详情如表1所示。

表1 数据集成来源

3 基于大数据的危险化学品运输风险预警信息集成与共享平台

3.1 平台架构

平台总体功能架构图如图2所示。

图2 大数据系统功能架构图

3.2 物联网、人工智能技术应用

3.2.1 RFID技术应用

针对危险化学品复杂流通过程的特点，开发并应用了专门适用于危险化学品的防火、防爆、抗腐蚀的RFID电子标签，并配套使用基于超高频识别自主感知技术的非接触式自动读装置。通过将危险化学品运输电子运单信息与RFID进行绑定，并将非接触式自动读取装置安装在道路的重要位置，如高速路口、加油站、高速服务区、隧道口、城区等，可实现危险化学品运输车辆经过上述位置时实时获取该车辆运输相关信息。并根据所处位置判断其与周边环境的耦合风险等级，并将信息推送至相关监管部门。

为将存在安全隐患的危险化学品运输车辆拦截在危化企业门口，在危化化工企业的厂区门口安装或者接入车牌识别系统，并将该系统与平台进行集成。在危险化学品运输车辆经过门口时，通过车牌识别系统识别出车牌号，并将车牌号信息传送至平台进行数据比对，通过电子运单关联出上下游相关企业、人员和车辆的一系列信息。若数据链的某环节存在问题，则将指令下达给车牌系统，并不与抬杆，同时将信息发送至相关监管部门。如某车规定的运输介质不在所要进厂的经营范围内，则可判断出该次运输存在介质不符现象[14]。危化品运输车辆入厂车牌识别样例如图3所示。

图3 危化品运输车辆入厂车牌识别

3.2.3 视频智能分析技术应用

智能视频分析主要应用在运输车辆驾驶员行为分析、装卸区域行为分析和装卸区域火焰探测分析三个场景。驾驶员行为分析是通过接入安装在车辆驾驶室内的监控视频流，通过后台行为智能分析算法，可实现驾驶员的抽烟、打电话、左顾右盼等危险驾驶行为的实时分析和报警提示。装卸区域行为分析是对违规进入装卸区域的人员，如没有按规定佩戴安全帽或者没有相关从业证书等情况进行实时分析和报警提示。装卸区域火焰探测主要是在易燃易爆的危险级别较高的装卸区域进行火焰巡查探测[15-20]。智能视频分析设备样例如图4所示。

图4 智能视频分析设备

3.3 平台主要实现功能

3.3.1 危险化学品运输全过程安全风险数据链

依据国家相关法律、法规和标准规范进行业务功能设计，并充分利用RFID、车牌识别技术、智能视频监控等物联网设备，将危险化学品运输全过程中涉及的各种能反映其过程安全风险状态的数据进行有效的组装，形成贯通的、可溯源的危险化学品运输全过程流通数据链。这有效解决了各监管部门之间危险化学品运输相关信息不共享和信息孤岛现象，有助于提升政府监管部门对危险化学品运输的全过程、全方位的监管，并实现监管的立体化和透明化。另外，为运用大数据分析技术深入分析和挖掘危险化学品流转信息提供了数据基础。

3.3.2 危险化学品运输全过程安全风险动态监控和预警

通过互联网、物联网和人工智能技术将危险化学品“装货—运输—卸货”全生命周期运输流转过程中存在的安全风险因素进行实时和动态地监控，一旦发现在某个流转环节发现异常现象，会及时将异常信息推送至相关工作人员和监管部门，并采取相应的监管措施。实现将任何存在的和可能造成安全风险的因素及时扼杀在摇篮中，如某操作人员的从业证件到期、某运输车辆二级维护到期等，最大程度地保障危险化学品运输全过程的本质安全水平，实现该过程的安全风险动态监控和预警。

3.3.3 危险化学品运输全过程安全风险态势大数据分析

心力衰竭属于各个心血管疾病发展的终末阶段，具有较高死亡率与再住院率，将对患者生命安全造成不良影响[1]。冠心病为心力衰竭的主要原发病，其发生可能与高血脂、高血压、性别、年龄、吸烟、遗传等多种因素存在密切关联。ABO血型属于遗传信息，且较为稳定，与疾病的发展与易感染性具有关联性[2]。基于此，本研究进一步探讨不同血型对冠心病心力衰竭患者血清血脂水平的影响，旨在为临床诊治该疾病提供有效参考。现报道如下。

通过利用先进的新一代信息化技术手段将多源的、复杂的危险化学品运输流转碎片化的信息进行组装，形成有效的能反映该过程安全状态的贯通的数据链，进而通过大量危险化学品运输全过程数据链的累积，可形成危险化学品流通行业监管大数据。通过对该大数据进行深入分析和挖掘，可获取大量有效的监管信息，实现危险化学品的“宏观监管、精准监管、重点监管”。

(1)危险化学品宏观监管

通过危险化学品运输大数据分析，可掌握危险化学品整体流入和流出情况，以及危险化学品的生产、使用和储存和分布情况。通过安全报警数据的统计分析，可整体了解危险化学品运输安全风险态势。危化品运输宏观一张图如图5所示。

图5 危化品运输宏观一张图

(2)危险化学品精准监管

通过危险化学品运输车辆绑定的电子运单，以及车载设备，可实时获取运输中的危险化学品车辆详细信息，对在途中的每一辆危险化学品运输车辆进行精准监管。例如，通过平台分析某运输车辆规定运输介质与电子运单填写介质不符，可及时获取该车辆目前行驶状况和所在位置，并关联出其运输上下游企业信息以及相关人员信息，并及时将情况推送至政府监管部门采取相应措施。危化品运输精准监控如图6所示。

(3)危险化学品重点监管

对重点监管的危险化学品运输情况进行重点监管，如易燃易爆类、剧毒类等，可分析出危险系数较高的重点监管的危险化学品在某些脆弱性目标周边出现的频率和趋势，如学校、高速公路、高速服务站、高速收费站、加油站、隧道、盘山公路、居住密集区等，相关监管部门可根据实际情况采取有效的管控措施。危化品运输轨迹大数据如图7所示。

图7 危化品运输轨迹大数据

4 结论

该平台建设有如下意义：

(1)有利于落实危险化学品道路运输企业的安全生产主体责任。通过整合电子运单制度，有效规范企业日常经营，遏制违规托运、非法承运等行为，有效解决企业对所属车辆及人员“监而不控”“挂而不管”的问题。

(2)提升危险化学品运输动态监管水平。实时掌握危险化学品道路运输过程中的“人-车-货”信息，车辆实时运行状态信息，解决危险化学品道路运输监管底数不清的问题。

(3)提升危险货物道路运输应急处置能力。实时获取危险化学品运输车辆的人车货信息，以及物质的理化特性、应急救援措施等，一旦发生事故可以第一时间获取相关信息，有效提高事故应急处置能力。

(4)运用大数据、物联网等技术，对区域内危险货物供需分布、运力配比、集中区域、周转规律等进行数据分析，利用信息资源优势为危险货物道路运输市场资源配置、政策导向、市场走向等相关决策提供科学有效的数据支撑，推动区域内危险货物道路运输市场稳定、有序的可持续发展。