危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化方法探討

劉伯堂 張金龍 向洋(中國人民解放軍陸軍軍事交通學院，天津300000)

危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化方法探討

劉伯堂 張金龍 向洋(中國人民解放軍陸軍軍事交通學院，天津300000)

隨著工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提升,危險品的道路運輸量也在逐年增加，對人類安全與健康造成了極大的安全隱患?；诖?，本文就危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化方法展開相關探討，首先，介紹了危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化的基本程序，然后明確的優(yōu)化指標體系的構(gòu)建流程，最后對路徑優(yōu)化選擇方法進行了具體闡述，以期能夠在降低危險品道路運輸事故方面起到有效作用。

危險品；道路運輸；優(yōu)化選線

依據(jù)相關統(tǒng)計結(jié)果，我國的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，每年都會涉及到大量的危險品采購，而其中約約95%以上的危險品需要進行異地運輸。其中85%的危險品運輸屬于道路運輸范疇，年運輸量在1-2億噸。2005年京滬高速公路江蘇淮安段發(fā)生的“3·29”特大液氯泄露事件、2004年杭甬高速公路紹興段的液化氣槽車泄露事故對人類生命財產(chǎn)以及自然環(huán)境都造成了極大的影響，由此可以看出，危險品道路安全運輸問題急需引起相關行業(yè)與政府部門等的高度重視，深入研究安全運輸路徑優(yōu)化方法。

1 危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化基本程序

針對危險品道路安全運輸?shù)穆窂絻?yōu)化，一般來說，多目標路徑優(yōu)化能夠取得更為顯著的效果，這種方法可科學原理為基礎，制定選線方案，在多個路徑之間進行優(yōu)化選擇，此種優(yōu)化方法的理論基礎是效用理論與向量優(yōu)化理論，針對危險品運輸這一問題，在應用多目標優(yōu)化方法的過程中，首先需要明確危險品運輸過程中會涉及到的以危險品為核心的人、車、路、環(huán)境等構(gòu)成要素，然后結(jié)合相關數(shù)學模式進行風險測度，在這一過程中，運輸成本與時間的信息也具有重要作用。具體的應用步驟如下：

(1)劃分可選路徑；以GIS技術為核心，明晰發(fā)貨地與目的地之間可通行的道路運輸網(wǎng)，選擇允許危險品運輸?shù)穆窂竭M行標注，并明確允許運輸時間，與此同時，對于可選路徑以往的運輸事故信息進行搜集、整合、分析。

(2)運輸信息整合；在得出可選路徑范圍之后，采用年鑒查詢統(tǒng)計或現(xiàn)場調(diào)研的方法，明確各個路徑的運輸條件、運輸期限內(nèi)的氣候信息、人口分布、自然環(huán)境與人文環(huán)境等方面的信息進行收集整合。

(3)風險測度；明確影響危險品道路運輸安全性的各方面因素有，建立風險測度指標體系，結(jié)合相應的指標評價模型對可選路徑進行風險值測度。

(4)預估運輸成本與時間；利用GIS技術進行能夠明確運輸距離，結(jié)合平均運輸速度預估運輸時間；利用運輸距離以及油耗情況得到燃油成本，在加上全部的通行費用、人工成本等就能夠得到相對準確的運輸成本[1]。

(5)構(gòu)建多目標決策矩陣；利用相關數(shù)學模型針對可選路徑中不符合運輸成本、時間以及風險要求的路徑進行淘汰處理，余下的方案則直接構(gòu)成目標決策矩陣。

(6)優(yōu)化選線；利用科學的決策方法，在多目標決策矩陣中選擇出最滿意的運輸路徑。

2 危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化指標體系構(gòu)建

2.1 運輸成本

危險品道路運輸過程中的運輸成本包括燃油費、人員費用、道橋費、車輛維護費用、保險費用，其中道橋費會受到收費站個數(shù)的直接影響，而全部運輸成本都會受到運輸時間與距離的影響。因此，選取運輸距離、收費站個數(shù)、運輸時間作為危險品道路運輸成本指標，以Li表示i路段的總長，ti表示在i路段上所用的運輸時間，nFi表示在i路段上經(jīng)過的收費站個數(shù)，能夠得到以下表達公式：路段長度；收費站數(shù)目W2；運輸時間

2.2 運輸風險

危險品道路運輸?shù)娘L險項包括事故率、平均速度、交通量、交叉口數(shù)目等，其中事故率會受到道路條件、氣象條件、車輛狀況與運輸人員狀況等因素的影響；交通量的大小則直接影響平均運輸速度，進而影響事故發(fā)生可能性；交叉口的數(shù)量即代表不確定風險因素，路況不明極易造成不同程度的交通事故[2]。因此，選取事故率、平均速度、交通量、交叉口數(shù)目作為危險品道路運輸風險指標，以ri表示i路段上的危險品道路運輸事故率；qi表示i路段上一般情況下的平均交通流量，vi表示i路段上的車道平均速度，nRi表示i路段上的交叉口數(shù)目，由此能夠得到以下表達公式：事故率；平均速度；交通量交叉口數(shù)目

3 危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化選擇方法

利用專家調(diào)查反，將相應的優(yōu)化指標依據(jù)重要程度進行打分，并依據(jù)打分結(jié)果構(gòu)建判斷矩陣模型，然后再進一步進行路徑優(yōu)化選擇。運用Dijsktra算法進行最優(yōu)路徑選擇，實現(xiàn)優(yōu)化選線目標，其基本思路是利用路段長度的遞增順序進行路徑樹的構(gòu)造，得到相應節(jié)點與固定起點之間的最短路徑，具體算法應用如下：

(1)讀取初始化數(shù)據(jù)；將起點設置為s，終點為j，路徑當中的節(jié)點數(shù)為N，每一個節(jié)點可用標號（dj，pj）進行表示，dj表示s到j之間的最短路徑權(quán)值之和，pj表示s到j的最短路徑中j的前一節(jié)點。

(2)設定s標號為ds，取值為0，ps為空；其余節(jié)點設置di取值為∞，pj為空。當其他節(jié)點為設定為未標記，而起點s=k時，Num為1。

(3)若Num小于N，則對已經(jīng)標記的所有節(jié)點k到與未標記點j之間的距離進行查找，設置dj=min[dj，dk+w（k，j）]，標號中的w（k，j）表示節(jié)點k到節(jié)點j之間的直接距離。

(4)在能夠顯示的為標記的dj節(jié)點中，選取路徑最短的節(jié)點i，且di=民{dj}，這時將i作為最短路徑中的一點，將其設置為已標記。

(5)查找與i直接相連的所有已標記的點，將其設置為pi，若所有節(jié)點全部被標記，則Num不成立，算法結(jié)束；否則設置n為i，Num數(shù)將處于遞增狀態(tài)，返回步驟3）繼續(xù)進行。

當屬性值與權(quán)值通過計算得出的綜合指標值達到最小，則說明該路徑為最優(yōu)路徑。

4 結(jié)語

綜上所述，對危險品道路安全運輸路徑優(yōu)化方法的相關探究，有利于降低危險品道路運輸事故對人類生命財產(chǎn)以及自然環(huán)境的危害程度。通過相關方法的有效實現(xiàn)，能夠?qū)ξｋU品道路運輸路徑規(guī)劃中的潛在風險進行相對準確的分析，從而通過最優(yōu)路徑選擇，最大程度避免風險損失，降低人員受傷與環(huán)境破壞的可能性，降低整體運輸成本。因此，相關危險品道路運輸?shù)钠髽I(yè)及行業(yè)，應重視運輸過程中的路徑優(yōu)化，從而提升整體運行效益。

[1]鄭君.加強危險品道路運輸風險評價與路徑安全優(yōu)化方法推廣應用——訪《危險品道路運輸事故風險評價方法》主編吳宗之[J].勞動保護,2014,(10):50-51.[2017-09-11].

[2]夏秋.危險品道路運輸優(yōu)化選線研究[D].南京大學,2014.