城市道路危险品运输限速与监控系统设计

摘要:文章对危险品运输限速模型进行了研究,在综合利用专家咨询法和模糊层次分析法的基础上,建立了影响车速的评价指标体系、确定了综合评价等级和相应的修正系数,进而得到危险品运输的安全车速限值,并进行了监控预警系统设计。运行结果表明,文章的研究思路可行,开发出的系统能够准确地监控危险品运输车辆运行状态,为城市道路危险品运输监管系统的构建研究工作提供了一种新的方法和思路。

关键词:危险品;城市道路;限速模型;监控系统

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0003-02

随着危险品公路运输需求的增加,危险品公路运输事故与日俱增。据事故原因统计,车速太快导致行进过程中发生追尾事故进而破坏危险化学品容器是危险品运输事故的主要原因。目前国内对于危险品运输车辆缺少必要的车速限定和监控,加强对危险品运输车速的控制研究对于减少危险品运输事故的发生具有重要的现实意义。

一、城市道路危险品运输限速模型

近年来的研究表明,事故的发生主要和速度的离散性相关,限速可以从两个方面来提高安全:第一是设定速度的最大界限,减少事故的严重程度和减小事故发生的机率;第二是减小速度的离散,降低车辆发生冲突的机会。运输的危险品本身就是一个流动的危险源,并不是速度越低越安全,还要考虑到运输经济性等诸多因素。因而,急需一个安全和效益的平衡点。因而,城市道路危险品运输车辆的限速应在合理的道路限速基础上,结合路段综合评价(道路环境、人口分布等),进一步修正得到,是基于路段的分段限速的运用。城市道路危险品限速模型如图1所示:

城市整体道路限速值的确定从权重(或优越性)角度出发,用层次分析法和模糊数学方法综合比较需考虑的各种利益,组合权重最大者对应的速度值确定为限速值。

修正值的确定由综合模糊评价得到。通过组织交通主管部门、路政部门、运输部门、院所研究人员、道路使用者等方面60名专家对影响危险品运输安全车速因素的调查,确定了指标体系和指标权重值。同时,对评定等级和修正系数进行了划分和界定。

为保证评价的客观性,采用模糊综合评价法对各影响因素进行评价。设定优、良、中、差四个评语等级,统计专家评判结果得到V={v1,v2,∧,vm},并结合指标权重值Ai=(ai1,ai2,∧,aik ),计算得到评价对象相对于各个指标的模糊评语,即模糊矩阵Ri=[righ]k×m,以及目标相对于各个指标的模糊评语righ(其中g=1,2,∧k;h=1,2,∧,m),并通过Qi=Ai・Ri=(qi1,qi2,∧,qim)进行模糊变换,从而得到就每个指标论域Ui的评价结果Qi。Qi是被评价问题针对指标Ui的模糊评语,将各个Qi合成为一个U×V上的模糊矩阵R=[Q1,Q2,∧,Qn]T=[qij]n×m,并按照加权型算法计算,将经模糊变换得到被评价问题相对于全部指标的总的模糊评语为:Q=A・R=(q1,q2,∧,qj)。最后,根据专家组的意见给各级评语B确定一个权数W,从而得到总得分,进而达到修正系数,得到最终限速值。

(1)

二、城市道路危险品运输超速报警系统的实现

本文选择长春市内选择亚泰大街作为主要研究对象,以运输(LPG)为例,对限速模型进行了应用。亚泰大街目前全长15.5公里,沿途分布有住宅区、学校、商业区等,交通状况复杂,是市区内危险品运输的必选路段。

(一)整体道路限速值

首先对亚泰大街“一般行驶速度范围”及“比较舒适的行车速度范围”进行问卷调查,确定了速度域V={30,35,40,45,50,…,80},并根据评价指标体系对道路线形、周边环境等进行全面记录。

利用确定的速度域,构造隶属度成对比较矩阵和速度和各速度值的成对比较矩阵,并分别计算权向量,获得各速度值在安全效益和通行效益的组合权重值。计算结果见表2:

从表2可以看出50km/h的综合权重值最大,是道路的最佳限速值。因此,亚泰大街整体上的最佳限速值确定为50km/h。

(二)危险品运输分段道路限速值

根据危险品状况评价表,结合上述评价方法,我们计算危险品运输分段道路限速值过程如下:

首先得到危险品状况的模糊评语矩阵:

A24=[0.40910.27270.18180.1364]

Q4= A24・V4=[0.18180.40910.00000.4091]

Q11= A21・V11=[0.66360.20000.13640.0000]

同理可得:

Q12=[0.49000.35500.15500.0000]

Q13=[0.30000.20000.30000.2000]

Q14=[0.18180.40910.00000.4091]

Q1= A1・[Q11Q12Q13Q14]T

=[0.38640.31340.14310.1570]

同样我们计算:

Q2=[0.16780.24610.17780.4083]

Q3=[0.29240.36980.15810.1798]

Q4=[0.62920.24340.01590.1116]

根据专家的意见给各级评语Q确定各权数分别为:

W1=100 W2=80 W3=60 W4=40

根据公式(1),计算得到:

S加权1 =100×0.3864+80×0.3134+60×0.1431+40×0.1570=78.5808

同样,我们得到 :

S加权2 =63.4661, S加权3 =75.4959,S加权4=87.8033

结合评价等级和修正系数,确定各路段危险品运输限速值依次为45km/h,35km/h,45km/h,50km/h。

(三)监控系统实现

为实现对危险品运输车辆的监控和超速报警功能,利用美国ESRI公司的Arc GIS软件统一地理信息系统平台,结合其中的二次开发组件Map Objects和二次开发语言Visual Basic对危险品运输监控系统进行了开发。通跟踪车辆运行状态,绘制经过路线,并判断是否超速,如果实时监测超速次数达到限定值则实施报警。监控中心基于互联网的无线连接及移动通讯过程由GSM/GPRS数据传输模块来实现。

三、结语

本文危险品运输限速模型的构建和应用,能够为危险品运输事故的定量研究提供一种方法和思路。运行结果表明,监控系统的设计实现能够约束或规范运输车辆的安全行驶,大大减少速度波动,在一定程度上能够减少或避免危险品运输事故的发生,为城市道路限速和危险品运输预警系统的构建奠定了一定基础。

参考文献

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作者简介:陈万吉(1983-),男,山东潍坊人,中国汽车技术研究中心助理工程师,硕士,研究方向:车用能源。