危险物质道路运输环境风险评估方法研究开题报告

1.1.1 研究背景

危险货物是指具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蚀、放射性等危险特性，在运输、储存、生产、经营、使用和处置中，容易造成人身伤亡、财产损毁或环境污染而需要特别防护的物质和物品。共分为9大类，分别为：第1类爆炸品；第2类气体；第3类易燃液体；第4类易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质；第5类氧化性物质和有机过氧化物；第6类毒害物质和感染性物质；第7类放射性物质；第8类腐蚀性物质；第9类杂项危险物质和物品，包括危害环境物质。在我国现阶段已生产的4.5万多种化工产品中，其中有将近3000种已列入《危险货物品名表》（GB12268）常运危险货物中，有7000种已列入交通部《汽车运输货物危险品名表》中^[1]。

由于危险货物在道路运输过程中存在很多不确定因素，而考虑到危险物品本身所具有的易燃、易爆等特性，在危险物品道路运输过程中发生事故所造成的危害相对来说也就越大。事故中，由于危险品的特殊性，所以产生爆炸、泄露、辐射的几率显得相对较高。运输车中的危险货物一旦发生爆炸、泄露，便会造成不可估量的损失，对周边的居住区、路边的行人车辆造成生命财产上的威胁，也会对路边农田、河流等生态环境造成污染。

据统计，近年来，我国每年道路运输的危险品已经超过3亿吨，其中易燃、易爆、油类达2亿吨。危险品运输占年货运总量30%以上，并呈上升趋势^[2]。公路是目前危险货物运输的主要方式，在危险品物流服务领域所占市场份额超过50%，公路危险品运输达3亿吨左右。目前我国共有8300多家道路危险品运输企业，专业运输车辆达19.64万辆，从业人员达60多万人。由于我国在危险货物道路运输这一行业上的相关研究起步较晚，至今在管理水平、工具设备等方面与国外发达国家还存在一定的差距，所以我国这一行业的安全事故频发，给我国的经济造成了很大损失，并且给道路周围的环境也带来了很大的威胁。如2001年1月7日，山东某汽运公司一辆原油运输罐车发生爆炸，造成2人死亡的重大事故；2003年4月20日1时许，某石化分公司铁路管理处的司机在运输柴油途中冲出交接站安全线土挡脱轨颠覆，油品泄漏引发火灾，导致1人（企外）死亡，1人轻伤，直接经济损失344.89万元；2005年10月12日17时10分左右，一辆装有甲醇的汽车罐车驶往山东省徽山县，在倒车时突然发生爆炸，车内包括司机在内的两人当场死亡，一名路过的老人和一名小孩也不幸遇难；2007年2月6日，207国道湖北孝感段发生运输二甲脂罐车阀门泄漏事故，驾驶员和押解员因疏忽大意并未即使发现，毒液持续泄漏17公里，造成沿途126人中毒；2012年10月6日，湖南省常吉高速公路怀化段，一辆湖北籍液化气罐车发生侧翻泄漏，后突然爆炸造成5死2伤；2015年9月3日凌晨，某农药厂租用的一辆载满98%一甲胺2.4吨的货运槽罐汽车由上海开回厂，途径上饶县时，司机违反有关化学毒品不得进入居民区的规定，擅自将车开往居民区发生碰撞事故，致使大量液态一甲胺蒸气向外喷射，涉及范围约22.9万平方米，当场有6人窒息死亡，此外污染区内的家禽死亡千余只，树木、禾苗、蔬菜等全部枯萎而死。事故先后共有42人死亡，经济损失200万元以上。这次事故致使昔日繁荣的沙溪镇白嫩的一片萧条，全镇经济和社会发展遭到严重破坏^[3]。

由以上事例可以看出，危险货物道路运输过程中发生的事故的后果之严重，造成经济损失之大，对环境危害之深，产生的社会影响之广都是无法估量的。因此，危险货物道路运输的安全问题越来越受到社会的重视，而关于这一领域的风险评估、环境影响评价及模型的建立等方面的学术研究更应该抓紧，建立一个科学合理的风险评估模型和危险品运输路径最优化选择成了当务之急。

1.1.2 研究意义

由于危险货物道路运输的危险性和特殊性，而这类事故大多是由于交通事故所引发，并且这类事故所造成的危害不仅来自于交通事故直接导致的人员伤亡，更大一部分来自于其所运输的危化物发生的爆炸和泄漏而产生的持续性更强、破坏性更大的二次危害。这类事故究其根本原因，一是驾驶员及押解员运输过程中某些不合理操作；二是来自于道路情况、自然因素等突然紧急情况；三则是由于目前国内危险货物道路运输企业内部管理水平的限制。再从这类事故发生的特点分析发现通常来说这类事故相对于普通交通事故有明显区别，并且在时间和空间分布上也存在很大差异，所造成的后果也是一般的事故所无法预估的。

本论文针对我国2006年到2015年危险物道路运输环境污染事故发生状况，通过对大量的具体事故实例进行研究分析，在定量描述各类危险货物运输事故特点的基础上，探讨我国目前道路运输过程中存在的环境风险问题，提出研究该类环境风险分析及管理的意义及重要性，探讨该类环境风险的识别、表征及评价方法，为建立道路运输环境风险管理模式提供依据。这对降低事故发生率，减轻事故所造成的危害以及对事故后续的处理具有很好的指导意义。

1.2 国内外危险货物道路运输风险评价研究概况

1.2.1 国外研究情况

由于国外关于危险货物道路运输风险评价的研究起步较早，所以国外在这一领域的研究成果较为先进。早在20世纪70年代，美国国家运输安全委员会所制定的相关法规中就考虑到了运输风险。在西方发达国家，关于危险货物道路运输风险的研究主要可以分为四个阶段：

1）第一阶段是1985年以前，主要分析核燃料或核废料的运输风险；

2）第二阶段是1985—1990年左右，主要分析危险化学品运输的事故率和伤亡分布；

3）第三阶段是1990—2000年左右，主要研究危险化学品运输风险度量模型；

4）第四阶段是2000年至今，运用现代信息技术科学准确地全面分析危险化学品运输风险。

在第一阶段，70年代后期Ang等^[4]提出了运输风险分析的一般性框架：（1）确定不希望事件概率；（2）确定影响人数和财产损失水平；（3）评估事故后果严重程度。另外还有研究者应用美国运输部编制的评估危险化学品运输风险手册^[5]进行相关研究。例如：Hobeika等人^[6]应用手册分析了弗吉尼亚的两个核电站间核燃料的运输风险。这一阶段，国外对于这一领域的研究也才刚刚起步，因此比较局限于核运输风险的评价与分析。

第二阶段，危险货物道路运输安全开始受到越来越广泛的关注和重视，这一领域也处于缓慢发展之中。80年代初，美国运输部（U.S.DOT）制订了一系列危险品运输风险评价指南，可评估多类运输风险。1992年，Haastrup Pand Brockhoff对美国公路运输环境进行了全面调查，对不同类型的运输车辆、不同类型的道路条件危险品运输过程中发生交通事故的频率分布及伤亡人数进行了统计分析^[7]。同年，化学生产安全中心（CCPS）通过对美国加利福尼亚地区公路运输事故的统计分析，提出不同类型公路上运输车辆交通事故统计数据和泄漏概率统计数据^[8]。荷兰于1982至1987年针对LPG运输过程的风险评价进行了系统研究（COVO研究项目），形成了关于LPG储存、运输和使用等安全方面的24卷报告^[9]。Considine对危险品运输车辆经过隧道的事故频率和后果范围进行了研究，主要包含腐蚀品/毒害品、易燃液体、液化气体、有毒气体、窒息性气体泄漏和压缩气体爆炸等六类事故^[10]。Saccomanno和Chan利用加拿大的事故数据研究了不同时段和不同天气情况对事故率的影响，认为事故率的差异主要在于道路类型^[11]。Christopher P.L.Barkan得出了铁路罐车泄漏事故概率与罐体设计要素和罐体容量的数量关系^[12]。这一阶段主要以事故数据为依据，对各种运输方式、运输道路条件下的事故发生率进行相关性分析，为接下来的研究提供数据上的支持。

第三阶段是在1995年—2000年左右。这一阶段，国外学者将研究方向锁定了风险度量模型的建立。Bonvicini等应用模糊逻辑理论对危险品道路和管网运输风险进行分析，评估了个人风险和社会风险的不确定性影响因素^[13]；Ertugrul等研究气象条件和风向概率对事故后果的影响，提出来可准确计算个人风险和社会风险的三重积分式数学评估模型，但实际应用并不理想^[14]；Fabiano等基于危险品运输事故统计分析从道路特征、天气条件和交通状况等方面探讨了运输过程风险扩大或减缓因素，提出了一种面向事故现场的危险品运输过程风险评价和决策体系，以及事故概率和死亡人数评估模型^[15]；B.Faiano,F.Curro等利用意大利北部及欧洲中部地区的实验数据，对年内代号为A7的高速公路运输数据进行了对比分析，最后对危险品运输风险进行分析，并得出了基于运输风险最小的危险品运输路线选择算法模型^[16]。

第四阶段是2000年至今，随着科技水平的进步，近年来越来越多的关于危险品运输风险分析的研究侧重于应用现代信息技术，或者是基于现代信息技术，又或者是直接应用现代信息技术。例如RichardL.Church,ThmasJ.Cova利用地理信息系统研究了区域环境风险，这一研究成果能够为危险品运输过程发生恶性事故的人口数三、风险降低等提供科学指导，丰富了风险管理的内容^[17]。Leonelli,Bonvicini和Spadoni应用现代信息技术编制能同时考虑运输方式、危险化学品、气象条件、季节情况、风向及路上和路边的人口信息等因素的程序，并应用程序来进行危险品运输风险分析^[18]。Zhang Hodgson和Erkut基于Gaussian Plumemodel扩散模型，研究如液氯、液氨等危险化学品在运输过程中发生泄漏时空气传播的扩散风险，并应用GIS技术进行危险化学品运输风险分析^[19]。

综上所述，在了解了国外关于危险品道路运输风险的研究概况后，可以总结出以下几点主要内容：

1) 国外对于这一领域的研究是由点到面、由浅及深，但是由于危险品运输过程中风险影响因素较多，并且还伴随着随机性和不确定性，因此在这一方面还有更多要做的工作；

2) 对事故后果的评估大多以事故影响区的人员伤亡数为主要评估数据，此评估可能会与运输风险的实际情况有出入；

3) 国外文献中关于危险品运输风险大多以事故影响区人员伤亡风险和环境污染风险为主；

4) 危险品道路运输事故发生率虽低于一般交通事故，但是由于其产生后果的广泛性和不确定性，一旦发生此类事故，将会造成巨大的经济损失和人员伤亡；

5) 危险品运输风险主要涉及道路沿线影响区人员，政府救援及管理部门人员及危险品生产单位和运输人员三大类；

6) 目前亟待解决的问题就是完善并改进危险品道路运输的路径优化选择和危险品道路运输风险评价模型。

1.2.2国内研究情况及展望

1)研究现状

由于我国对危险货物道路运输这一领域的研究起步较晚，大概在20世纪90年代中后期才开始重视起来，相对于国外来说晚了将近20年。因此，我国学者在这一领域的研究成果相对较少。

在我国，有关危险品道路运输的相关研究内容主要集中在三个方面：一是对国内外发生的一些典型的危险品道路运输事故进行统计分析并探讨这些事故发生的原因及其概率；二是危险品道路运输风险评价模型的建立；三是风险评价软件的开发和应用。

在事故分析方面，主要有吴宗之等人对我国200起典型危险化学品公路运输事故从事故发生的环节、事故特点、运输物品类别、事故发生时间空间分布特点等方面进行了深入的研究分析，在研究成果的基础上对我国危险化学品公路运输安全管理与监管提出了建议和对策^[20]；另有高建刚收集整理了2000年到2007年间的600多起危险品道路运输事故案例，在对这些案例进行了详细分析后得出危险品道路运输事故在时间与空间上分布特点以及事故原因和事故率的特征^[21]；任红娟采用故障树分析法（简称FTA，又称事故树分析，是安全系统工程中最重要的分析方法。事故树分析从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基本原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来）对毒性化学品贯彻运输事故进行研究分析后给出了罐车泄漏事故概率的计算公式^[22]。

在风险评价模型这一方面，相关的危险品运输风险评价模型可以划分为以下5类：传统风险模型及特例、感知风险模型、条件风险模型、侧重后果的避灾风险模型以及改进后的风险模型，任常兴、吴宗之等人分析了风险评价模型的性质和原则，对将来的研究发展提出了建议^[23]。 另有沈晓燕提出的基于模糊综合评价的公路危险货物运输路线优化模型^[24]；魏航运用多目标规划方法提出的时变条件下运输风险评价模型^[25]。

在风险评价软件方面，关于危险品运输风险评价软件，我国在这一领域的研究时间较晚，从2000年才开始得到重视。北京城市危险源控制技术研究中心于2003年开发出一款用于有毒气体扩散范围预测的软件，该软件实现了污染面积计算的自动化，为事故救援提供了有力工具，但是由于该软件需要一定的专业技术知识，所以在推广使用存在一定的困难^[26]。2006年后，我国开始引进国外较为先进的危险品道路运输事故风险评价软件。2007年，陈国华介绍了名为SAFETI的软件用于液氯泄漏事故后果预测^[27]。

2）研究展望

目前我国在危险品道路运输风险评价方面的研究相对于国外发达国家来说还有一定差距，因此在这一领域的一些相关管理方法和风险评价模型及软件大多是引用国外较为成熟的技术。首先，希望能够建立一个完善的危险品道路运输事故数据库，这样便于学者较为方便并更有效率的对事故案例进行研究分析。其次便是希望国内学者能够统筹分析目前用于危险品道路运输风险评价的模型，在这些模型中选择出更为科学合理、更加适合我国国情的一个作为统一模型。

1.3 本文研究内容及预期目标

1.3.1 研究内容

1) 通过对我国2006年到2015年之间所发生的危险货物道路运输环境污染事故的具体事例进行深入研究分析；

2）该类事故的环境风险的识别及表征。在大量事例研究的基础上，从事故发生源出发，综合考虑道路状况、运输车辆、管理水平、货物本质特性等因素，识别并表征出事故发生的原因和规律。

3）建立危险货物道路运输环境风险评价模型。在环境风险的识别及表征基础上，结合国内外关于这一领域的研究概况，建立危险货物道路运输风险评价模型。

4）实例应用。运用所建立的环境风险评价模型，选择具体或假定的某一危险货物道路运输路线进行风险评价，并将结果与预期设想作对比，检验所建立模型是否有一定的实用性。

1.3.2 预期目标

1）了解我国2006年到2015年之间所发生的危险货物道路运输环境污染事故发生的原因和事故产生的后果，总结出它们的共同点并能分析出事故发生的规律，为建立安全评价模型提供事实依据；

2）通过探讨我国目前道路运输过程中存在的环境风险问题，提出研究该类环境风险分析及管理的意义及重要性，探讨该类环境风险的识别、表征及评价方法，为建立道路运输环境风险管理模式提供依据；

3）建立一个科学合理、适合我国国情的风险评价模型；

4）希望通过研究成果减少危险品道路运输事故的发生率、减少人员及经济损失以及降低对生态环境的破坏，为我国的危险品道路运输事业做出一定的贡献。

1.4 技术路线及研究方法

1.4.1 技术路线

收集资料 国内外危险货物道路运输研究概况

2006年到2015年危险货物 数据整理及统计

运输事故事例

道路运输事故发生原因及规律

建立风险评价模型 风险辨识

实例应用 评价结果分析

检验模型是否符合实际情况

Y

结束

1.4.2 研究方法

1）统计分析法。通过对我国2006年到2015年间所发生的一些典型的特征明显的危险品道路运输事故的发生原因及产生后果的深入分析，找出它们的规律，为建立模型提供事实依据；

2）文献研究法。根据现有的相关理论依据，进行危险源辨识及分析。通过数据和有关计算公式总结出危险品道路运输过程中各种因素与事故发生率和伤亡率之间的理论关系，为道路运输的管理和事故处理提供科学合理的指导；

3)建立风险评价模型。在结合大量事故数据的研究基础上参考现有的风险评价模型，建立危险品道路运输风险评价模型；

4）实例分析法。通过模拟一个危险品道路运输事项，检验所建立模型是否与实际情况相符。

序号

起讫日期

工作内容

1

1月18日—1月31日

接受毕业论文任务、文献阅读

2

3月7日—3月15日

阅读参考文献、外文翻译、文献综述

3

3月16日—3月31日

完成开题报告

4

4月1日—4月15日

道路运输事故事例收集与整理

5

4月16日—4月30日

模型的建立与风险辨识

6

5月1日—5月31日

风险评价模型的应用与检验

7

6月1日—6月10日

论文修改并提交正式稿