基于GIS的危化品道路运输风险预警平台.pdfVIP

摘要

随着我国经济现代化进程不断加速和危险化学品的需求不断上升，危化品运输量

正在不断增加，而随之带来的运输事故也在不断发生，其对道路交通、生态环境和人

民生命财产安全构成了严重威胁。因此，危化品道路运输前进行综合风险评估和路径

规划至关重要。尽管目前对于危化品运输风险预警方面的相关研究已经取得了一定的

进展，但仍面临着若干挑战，包括没有充分考虑到复杂的环境变量和危化品自身特性

对运输的影响，现有的预警系统在处理这些信息时缺乏有效的数据整合能力等。基于

这些挑战，本文建立了基于地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）的

危化品道路运输风险预警平台，支持综合风险评估、绕行路径规划和紧急避难路径规

划等功能。本文的主要工作内容如下：

（1）针对危化品道路运输综合风险评估对象单一且模型准确度不高等问题，本

文提出了基于爆炸点的人员伤亡评估模型、基于爆炸点的建筑物损伤评估模型以及基

于路段的风险评估模型。通过结合这三种评估模型，形成了关于危化品运输的全面风

险评估体系。首先，本文结合实时人口密度数据和三种人员典型伤情构建PROBIT改

进模型，实现了准确的人员伤亡评估。其次，综合考虑建筑物损伤等级、房价和建筑

物特性等因素，进而计算事故导致的建筑物修复和赔偿成本，构建建筑物损伤程度分

级评估模型，实现了细致的建筑物损伤评估。最后，结合人口因素与环境敏感区域构

建路段风险评估模型，全面分析了危化品运输路段风险情况，实现了运输风险最小化，

减少事故发生可能性。

（2）针对当前危化品道路运输在路径规划方面存在的决策效率不高、实用性有

限以及未充分考虑运输风险等问题，本文基于之前构建的危化品运输全面风险评估体

系，进一步提出绕行路径规划和紧急避难路径规划。首先，通过分析交通管制规定来

识别禁行区域，并结合基于路段的风险评估模型来标识高风险路段。其次，设计了包

含爬山操作的改进蚁群算法，用以优化绕行路径。同时，本文还构建了蒸气云爆炸模

型来确定紧急事故的影响范围，并通过改进的KNN算法优化近邻样本权重，以实现

更准确的分类决策，使其能够寻找最近的避难场所，再基于pgRouting规划了多条紧

急避难路径，为紧急状况下提供了明确和实用的逃生策略。

（3）针对目前危化品运输管理的应用较为有限、操作复杂、缺乏专业性等问题，

本文结合之前提出的针对危化品道路运输的综合风险评估和路径规划方法，构建并实

现了基于GIS的危化品道路运输风险预警平台。根据危化品运输中可能造成的各种事

故后果以及运输人员的实际需求，本文对平台架构进行了精心设计，其中主要包括人

员伤亡风险评估、建筑物损伤风险评估、路段风险评估、紧急避难路径规划以及实时

绕行路径规划五个功能模块，进而实现危化品运输车辆的动态风险评估和行驶路径优

化，完成了危化品道路运输的风险管理和风险预警。

关键词：危化品道路运输；综合风险评估；路径绕行；紧急避难；GIS平台

Abstract

AsChinaseconomicmodernizationprocessacceleratesandthedemandforhazardous

chemicalscontinuestorise,thevolumeofhazardousmaterials(hazmat)transportationis

steadilyincreasing.Consequently,transportationaccidentsinvolvingthesematerialsarealso

occurringmorefrequently,posingseriousthreatstoroadtrafficsafety,ecological

environments,andthesafetyofpeopleslivesandproperty.Therefore,conducting

comprehensiveriskassessmentsandrouteplanningbeforetransportinghazardousmaterials

is