危險貨物罐車運輸防撞防燃防爆關(guān)鍵控制系統(tǒng)探究

韋芃臣

危險貨物罐車運輸防撞防燃防爆關(guān)鍵控制系統(tǒng)探究

韋芃臣

（北京理工大學(xué)，北京 100081）

危險貨物罐車在運輸過程中，安全風(fēng)險大，易造成事故。可從三個關(guān)鍵系統(tǒng)進行控制：一是“防”。包括：警示系統(tǒng)和減速系統(tǒng)，當罐車與障礙物小于一定安全距離時，車輛發(fā)出警告；當車輛行駛在特殊路段或處于危險狀況時，車輛減速。二是“停”。當罐車與障礙物即將發(fā)生碰撞時，啟動制動系統(tǒng)。三是“斷”，為防止罐車中的液態(tài)、氣態(tài)等介質(zhì)泄露，安裝緊急切斷裝置，使危險降到最低。

危險貨物罐車；防撞；防燃；防爆

前言

“危險化學(xué)品”是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質(zhì)，對人體、設(shè)施、環(huán)境具有危害的劇毒化學(xué)品和其他化學(xué)品。對液體、氣態(tài)等介質(zhì)的危化品，往往采用罐車運輸，如何降低運輸過程中的風(fēng)險，2016 年12 月《中共中央國務(wù)院關(guān)于推進安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展的意見》中提出，“完善危險物品運輸車輛和船舶生產(chǎn)制造標準，提高安全性能，強制安裝智能視頻監(jiān)控報警、防碰撞和整車安全運行監(jiān)管技術(shù)裝備，對已運行的要加快安全技術(shù)裝備改造升級”。在危險貨物罐車運輸事故中，碰撞、追尾、側(cè)翻是主要事故形態(tài)，碰撞極易產(chǎn)生危化品自燃、爆炸；側(cè)翻易導(dǎo)致危化品泄漏，繼而引發(fā)次生危害。因此，我們應(yīng)從關(guān)鍵控制系統(tǒng)入手，盡量防范風(fēng)險。

1 車速與剎車安全距離的關(guān)系

按規(guī)定，危險品運輸車輛時速應(yīng)控制在80km/h范圍，受車輛載荷、摩擦系數(shù)、路面狀況、路域環(huán)境等影響，具體情況會有所不同，依據(jù)盧欽和先生研究，剎車距離s（單位m），與車速x（單位km/h）之間有如下關(guān)系：s = 0.2x+ 0.005x2，由此，我們計算出下表：

表1 車速與剎車安全距離示意圖

從幾個關(guān)鍵因素看，危險貨物罐車時速在80km/h時，其安全剎車距離為48m；時速在60km/h時，其安全剎車距離為30m；時速在40km/h時，其安全剎車距離為16m。但是，當駕駛員遇到緊急情況時，其反應(yīng)時間約需要1秒鐘，km/h換算為m/ s，需要除以3.6，由此計算出車輛以80km/h行駛時，每秒鐘運行約22.2m，由此，80km/h行駛的罐車，其車距安全距離約為48m+22.2m=70.2m，可把罐車與前面障礙物距離大于等于70.2m，作為安全距離；車輛以60km/h行駛時，每秒鐘運行約16.6m，車輛與前面障礙物安全距離約為30m+16.6m=46.6m，可把罐車與前面障礙物距離在46.6m至70.2m，作為提醒注意目標距離；車輛以40km/h行駛時，每秒鐘運行約11.1m，車輛與前面障礙物安全距離約為16m+11.1m=27.1m，可把罐車與前面障礙物距離在27.1m至46.6m作為提醒適當減速距離；車輛與前面障礙物距離小于27.1m作為警示距離。（如：圖1）

2 防幢系統(tǒng)

2.1 防撞預(yù)警系統(tǒng)

主要設(shè)備包括：車載雷達、高清攝像頭、處理器、控制器、網(wǎng)絡(luò)集成、預(yù)警顯示器等。車載雷達主要功能是探測安全距離，分車前、車后2個；高清攝像頭功能是對行駛車輛的前后、駕駛室、周邊環(huán)境進行實時攝像、抓拍；處理器的功能是將安全距離、圖片、視頻進行采集、數(shù)據(jù)分析、危險判斷、視頻儲存等；處理器將信息傳輸給控制器，控制器經(jīng)過辨別、判斷、篩選進行預(yù)警、減速、啟動制動等；網(wǎng)絡(luò)集成的功能是對安全距離、圖片、視頻等數(shù)據(jù)組網(wǎng)鏈接；視聽報警器對安全距離、速度、駕駛室內(nèi)情況、周邊路況進行警示（如：圖2）。

圖2 防撞預(yù)警系統(tǒng)示意圖

2.2 駕駛室監(jiān)控系統(tǒng)

美國國家運輸安全委員會統(tǒng)計，93%的交通事故是由于駕駛員疏忽造成，80%的交通事故是由于駕駛員注意力不集中造成的。駕駛員在行駛工程中打瞌睡、接打電話、抽煙、疲勞駕駛等不良行為明顯違反道路交通安全法規(guī)，對運輸安全影響較大。按照《道路運輸車輛動態(tài)監(jiān)督管理辦法》，道路貨運車輛公共平臺負責(zé)對貨運車輛進行動態(tài)監(jiān)控。公共平臺一般設(shè)置監(jiān)控超速行駛和疲勞駕駛的限值，自動提醒駕駛員糾正超速行駛、疲勞駕駛等違法行為。這個限值就是“84220”制度：駕駛員24小時累計駕駛時間原則上不超過8小時，日間連續(xù)駕駛不超過4小時，夜間連續(xù)駕駛不超過2小時，每次停車休息時間不少于20分鐘。通過安裝衛(wèi)星定位裝置和在駕駛室安裝攝像頭，實時把罐車運行情況、駕駛員在車內(nèi)的情況傳輸給公共平臺，對其違規(guī)行為進行警示或處罰。如果發(fā)生事故，也容易倒查。

2.3 限速控制系統(tǒng)

限速主要包括兩種情況，一是特殊路段或特殊時段，如：城市重點地段、人流密集區(qū)、居民生活區(qū)；飲用水水源保護地、自然保護區(qū)；特大橋梁、特長隧道；臨水臨崖、急彎陡坡、通行條件差的山區(qū)公路；或遇惡劣天氣、突發(fā)事件等，應(yīng)當減速。二是車輛與前面障礙物距離小于46.6m作為提醒適當減速距離。按規(guī)定，超過12 噸的危險貨物罐車，需要安裝緩速器。緩速器是罐車的輔助制動裝置，使罐車平穩(wěn)減速而不消耗制動系統(tǒng)。

2.4 追尾碰撞防護裝置

罐車被追尾后發(fā)生泄漏是導(dǎo)致交通事故的重要因素，按規(guī)定，罐車尾部應(yīng)設(shè)置保險杠或其他防護裝置。罐體位于縱梁上部，后部防護裝置的主要作用是保護罐體，避免后部防護裝置斷裂后對罐體安全造成影響。保護裝置長度、寬度、高度應(yīng)大于罐體尺寸，目的是確保后部防護裝置的范圍滿足罐體防護的要求（如：圖3）。

圖3 罐車尾部防護裝置

3 防燃防爆系統(tǒng)

防燃防爆系統(tǒng)就是當交通事故難以避免，需要啟動制動，快速停車，及時切斷罐體通道，防止危化品泄露、燃燒或爆炸。目前，主要有這幾種系統(tǒng)。

3.1 自動緊急制動控制系統(tǒng)

為防止駕駛員注意力不集中、疲勞駕駛、或其它突發(fā)情況引發(fā)交通事故，危險貨物罐車可安裝AEBS (Advanced Emergency Braking System)，依靠傳感器監(jiān)測罐車和障礙物的相對速度和距離，當危險情況即將發(fā)生時，緊急制動可以避免碰撞或減少事故傷害。

3.2 緊急切斷閥

緊急切斷閥安裝在車輛的罐車底部，運輸過程中閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。利用氣動、液壓或機械方式控制其開閉，在工作過程中當環(huán)境溫度由于火災(zāi)等原因升高至一定溫度時，借助易熔元件自動關(guān)閉閥門。當關(guān)閉時，將介質(zhì)控制在罐體獨立倉內(nèi)部，介質(zhì)不易爆燃（如：圖4）。同時，也可以配氣體泄漏報警裝置，易于駕駛員及時發(fā)現(xiàn)和處理漏氣。

1.閥體 2.凸輪 3.油缸 4.油路接管口 5.拉緊彈簧

4 結(jié)論

防撞防燃防爆系統(tǒng)對減少危險貨物罐車運輸過程中的交通事故有一定預(yù)防作用，但不可過分依賴。危險貨物罐車運輸安全重點是要落實企業(yè)的安全生產(chǎn)主體責(zé)任，駕駛員應(yīng)克服麻痹思想、提高安全意識，杜絕不良駕駛行為，才能有效避免或減少事故發(fā)生。

[1] 盧欽和.從剎車距離談起[J].中學(xué)數(shù)學(xué)月刊,2006(4):1-3.

[2] 劉懷博,劉德維.液化氣罐車緊急切斷裝置原理與設(shè)計[J],閥門, 2002(1):1-3.

[3] 中華人民共和國交通運輸部,危險貨物道路運輸安全管理辦法[EB],http://xxgk.mot.gov.cn,2019-2-15.

[4] 中華人民共和國交通運輸部,危險貨物道路運輸營運車輛安全技術(shù)條件[EB],http://zs.mot.gov.cn,2018-7-13.

[5] 安徽省道路運輸管理局,安徽道路運輸法制資料選編：道路危險貨物運輸管理規(guī)定[C],2014(4):137.

[6] 中華人民共和國工業(yè)和信息化部,道路運輸液體危險貨物罐式車輛緊急切斷閥[S].北京:中國計劃出版社,2013年6月版.

[7] 中華人民共和國交通運輸部中華人民共和國公安部國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,道路運輸車輛動態(tài)監(jiān)督管理辦法[EB]http://xxgk. mot.gov.cn,2014-1-28.

Research on the Key Control System of Anti-collision, Anti-explosion and Explosion-proof for Dangerous Goods Tanker

Wei Pengchen

（Beijing Institute of Technology, Beijing 100081）

Dangerous goods tanker has a high safety risk during transportation and is prone to accidents. It can be controlled from three key systems: one is “defense”. Including: warning system and deceleration system, The second is to "stop." The brake system is activated when the tanker is about to collide with the obstacle. The third is “broken”. In order to prevent the leakage of liquid, gaseous in the tanker, an emergency shut-off device is installed to minimize the danger.

dangerous goods tanker; anti-collision; anti-combustion; explosion-proof

U462

A

1671-7988(2019)13-193-03

U462

A

1671-7988(2019)13-193-03

韋芃臣（2000—），男，安徽壽縣人，北京理工大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)專業(yè)本科生，研究方向：計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、光電信息科學(xué)與工程、自動化、機械電子等。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.064