王仲玨，王緒亭，何志

（交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津300456）

天津港?；饭芳柽\爆燃事故風險分析

王仲玨，王緒亭，何志

（交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津300456）

天津港?；反蟛糠滞ㄟ^疏港公路運輸。在運輸過程中，由于疏港公路交通流量密集、各種車輛混行，在惡劣天氣狀況下，可能發(fā)生?；奋囕v碰撞，導致?；沸孤M而發(fā)生爆燃，造成大規(guī)模的群死群傷事件。通過測算天津港主要疏港公路——海濱大道現(xiàn)有交通流量，模擬主要危化品車輛發(fā)生碰撞后的爆炸半徑以及可能的人員傷亡損失情況，對天津港?；饭愤\輸爆燃風險做出定量分析。模擬結果表明，爆燃事件一旦發(fā)生，將有至少2人死亡。

?；?；集疏運；交通流量；火災半徑

根據(jù)2013年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，天津港目前由北疆港區(qū)、南疆港區(qū)、東疆港區(qū)、臨港經(jīng)濟區(qū)、海河港區(qū)等組成，其中南疆港和臨港承擔了90%以上的危化品裝卸量，裝卸的危險化學品主要包括原油、成品油、燃料油、潤滑油、液化氣、化工品。天津南疆港區(qū)吞吐的?；窞? 100萬t/a，其中汽車運輸量約為1 470萬t/a，管道運輸量約為420萬t/a，船舶運輸量約為210萬t/a；臨港區(qū)危險化學品運輸量為440萬t/a，其中汽車運輸量約為360萬t/a，管道運輸量約為80萬t/a；其他港區(qū)包含北疆、海河、東疆、大港4個港區(qū)，危險化學品的運輸量與南疆和臨港2個港區(qū)的運輸量相比極小。故分析中僅使用南疆和臨港2個港區(qū)的相關數(shù)據(jù)。

天津港每年?；吠掏铝烤薮?，其中大部分危化品通過海濱大道運輸。海濱大道客貨混行，交通繁忙，在運輸過程中，尤其是惡劣天氣條件下，極有可能發(fā)生車輛碰撞事故。一旦發(fā)生比較嚴重的?；奋囕v碰撞，可能發(fā)生有毒有害危化品的泄漏，進而可能被點燃，發(fā)生爆燃、爆炸、有毒物質(zhì)擴散等事故，造成大規(guī)模的群死群傷事件，因此有必要針對此類事件做出詳盡的風險定量評價。

在?；愤\輸風險分析領域，我國科研工作者作出了諸多努力。這些研究主要集中在危化品運輸路徑優(yōu)化、危化品運輸對關鍵基礎設施的威脅、?；愤\輸應急管理、?；愤\輸監(jiān)控等方面。

李淑霞［1］提出采用變一致性優(yōu)勢關系粗糙集理論定量分析?；愤\輸環(huán)境風險不確定因素重要度，進而揭示風險因素與風險之間的因果關系及其不可約簡規(guī)則。張琴蘭［2］確定了?；坟浳镌谕景踩珷顟B(tài)識別的輸入量，并制訂了模糊識別規(guī)則，從而實現(xiàn)了?；坟浳镌谕景踩珷顟B(tài)的辨識。李懷?。?］建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的評價模型，采用基于最速下降法的權值學習算法進行權值修正。

孫猛［4］應用事故統(tǒng)計分析技術對危險品道路運輸事故進行了多方面分析，提出一些減緩運輸風險的可行建議。陳小能［5］從法律法規(guī)、技術、管理的要求及工作經(jīng)驗中總結了危險品運輸?shù)陌踩⒁馐马?。王艷華等［6］建立了危險品道路運輸系統(tǒng)模式和系統(tǒng)危險性評價程序，應用ACMS軟件系統(tǒng)評估LPG道路運輸?shù)淖畲笫鹿屎蠊?。宇德明?］、吳宗之［8-9］、張景林［10］論述了危險品儲運過程危險源辨識、定量風險評價方法和安全運輸技術。這些研究雖然與?；酚嘘P，但是針對集疏港?；愤\輸風險定量評價的研究還很少見。

1 天津港集疏運交通體系現(xiàn)狀分析

天津港目前由北疆港區(qū)、南疆港區(qū)、東疆港區(qū)、臨港經(jīng)濟區(qū)南部區(qū)域、海河港區(qū)域等組成。北疆港區(qū)以集裝箱和件雜貨作業(yè)為主；南疆港區(qū)以干散貨和液體散貨作業(yè)為主；東疆港區(qū)以集裝箱碼頭裝卸及國際航運、國際物流、國際貿(mào)易和離岸金融等現(xiàn)代服務業(yè)為主；臨港經(jīng)濟區(qū)南部區(qū)域以碼頭裝卸板塊、綜合物流板塊、裝備制造板塊、輕工糧油及食品加工板塊、能源及醫(yī)藥板塊為主要發(fā)展方向。

天津港集疏運公路系統(tǒng)主要由“三橫一縱”的核心路網(wǎng)組成。第一橫，即新建京津塘高速二線收費站至海濱大道的聯(lián)絡線，以高架橋為主，保證集疏港北通道的快速進出；第二橫，即泰達大街河北路立交橋至海濱大道段；第三橫，即新港四號路胡家園立交橋至海濱大道段。一縱，即海濱大道永定新河至津晉高速公路段。除了上述主要干道外，港城分離系統(tǒng)還涉及到天津大道、新港二號路、七號路、八號路、津晉高速等多條路段。

海濱大道作為天津港主要的集疏運公路，位于濱海新區(qū)城區(qū)與港區(qū)分界處。它全長約90.3 km，規(guī)劃道路紅線寬度100 m，設計車速80 km/h，雙向8車道。海濱大道作為濱海新區(qū)南北干線公路自南向北穿越大港、塘沽、漢沽，連接北疆港區(qū)、南疆港區(qū)、東疆港區(qū)、臨港、大港港區(qū)，是以集疏港交通、過境交通、城市交通為主的南北大通道，也是貫通環(huán)渤海地區(qū)的天津港、黃驊港、曹妃甸港、京唐港及秦皇島港的重要交通樞紐，是環(huán)渤海高速公路的重要組成部分。

海濱大道西側(cè)交口路段包括：津晉高速、津沽一線、天津大道、津塘四號路、京津塘高速、京津塘高速二線。海濱大道東側(cè)交口路段包括：長江道、海河道、南疆港大橋、新港二號路、四號路、京門大道、七號路、八號路，以及海濱高速南北收費站。其經(jīng)實地測量，十個路口的從東西兩個方向分別上下行海濱大道的車流量結果如表1所示，其中日車流量包括大型車輛、?；奋囕v、小型車輛的日均車流量。

圖1 海濱大道分段概況Fig.1 Haibin Road general situation

表1 海濱大道交通流量分布Tab.1 Traffic flow rate of Haibin Road

2 ?；愤\輸車輛火災模擬

?；奋囕v在運輸過程中由于交通事故可能引起危化品液體泄漏。泄露后的最不利后果是引起的火災?；馂钠茐牡闹饕问绞菬彷椛洌绻麩彷椛渥饔迷谄渌ｋU化學品運輸車輛上，其內(nèi)部壓力會迅速升高，引起容器和設備的連鎖爆炸；如果熱輻射作用于可燃物，會引燃可燃物；如果熱輻射作用于人員，會引起人員燒傷甚至死亡。

天津港?；贩N類主要是原油及衍生產(chǎn)品，因此選取運輸汽油的集疏車輛作火災爆炸的模擬計算對象。因為在公路發(fā)生危險化學品泄漏，周邊是沒有圍堰的，管道池火災模型的事故環(huán)境與本課題研究的環(huán)境類似，故選取汽油進行池火災定量模擬計算。

2.1評價模型

（1）池直徑的計算。

對于瞬態(tài)泄漏（泄漏時間不超過30 s），計算池當量直徑D（m）

式中：g為引力常數(shù)，9.8 m/s2；m為燃料質(zhì)量，kg；t為泄漏時間，s。

（2）確定火焰高度。

式中：L為火焰高度，m；D為池當量直徑，m；mf為物質(zhì)燃燒速率，kg/m2·s；ρ0為空氣密度，一般取1.293 kg/m3；g為引力常數(shù)，9.8 m/s2。

（3）求致人傷亡的熱通量。

有衣服保護（20%皮膚裸露）時的死亡幾率

式中：t為持續(xù)對人體照射的時間；Pr為傷亡幾率，取Pr=5；q為人體接收到的熱通量，W/m2。

（4）火焰表面熱輻射強度的計算。

假設能量由圓柱形火焰?zhèn)让婧晚敳肯蛑車鶆蜉椛?，則火焰表面的熱輻射強度q0。

式中：q0為火焰表面的熱輻射強度，kW/m2；ΔHc為物質(zhì)的燃燒熱，kJ/kg；π為圓周率；f為熱輻射系數(shù)，取f= 0.15；mf為物質(zhì)的燃燒速率，kg/m2·s。

（5）目標接收到的熱通量計算。

目標（人或物）接收到的熱通量qr

式中：qr為目標接收到的熱通量，kW/m2；q0為火焰表面的熱輻射強度，kW/m2；r為目標到火焰區(qū)中心的水平距離，m；V為視角系數(shù)。

2.2 模擬評價結果

模擬評價結果如下：（1）死亡半徑：38 m；（2）重傷半徑：45 m；（3）輕傷半徑：62 m（圖2）。

圖2 模擬計算得出的熱量與距離關系Fig.2 Heat quantity and radius relation curve

3 海濱大道?；奋囕v運輸安全風險分析

3.1 海濱大道車輛間距計算

天津港?；饭捃嚨钠骄\輸量為30立方/輛，大部分貨品屬于原油、成品油、燃料油，按照24 t/輛計算運量。由于夜間不允許運輸危險化學品，故假定南疆港區(qū)的危險化學品集疏運工作時間為每天12 h。故南疆大橋與海濱大道相交的路口的每小時的危險化學品車流量為14 700 000/365/24/12=140輛/h。同理，臨港經(jīng)濟區(qū)長江道的危險化學品車流量為3 600 000/365/12/24=34輛/h。

按照最不利條件計算，臨港與南疆港危化品車輛全部向一個方向集疏運，則海濱大道上?；纷畲筌嚵髁繛?74輛/h。根據(jù)實測，海濱大道實際平均車速為60 km/h，由此可以計算出?；奋囕v的平均間距大約為345 m。另外由上一章節(jié)已知各個交叉路口的車流量，還可以得出各路口的車輛間距（表2）。

3.2 ?；奋囕v爆燃后果分析

根據(jù)?；奋囕v著火后果模擬計算的死亡半徑、重傷半徑、輕傷半徑，以及上一節(jié)車輛間距計算結果，計算得到了運輸汽油的卡車碰撞導致火災引發(fā)的最嚴重后果，即按照汽油爆燃模擬結果計算的死亡、重傷、輕傷半徑內(nèi)的車輛數(shù)量，結果如表3所示。

根據(jù)火災爆炸理論，?；繁ㄋ劳霭霃絻?nèi)的車輛、建構筑物的主結構都會被破壞，在車輛內(nèi)的人員會死亡；重傷半徑內(nèi)會發(fā)生可修復性破壞，人員重傷；輕傷半徑內(nèi)會發(fā)生車輛損壞，人員輕傷。由上面數(shù)據(jù)可以看出，爆燃事故的死亡半徑和重傷半徑內(nèi)，存在危險化學品運輸車數(shù)量都不足1。因此可以認為車輛碰撞引起的?；奋囕v爆燃不太可能產(chǎn)生連鎖反應。但是在死亡半徑內(nèi)，各個路段有1輛車輛。在重傷半徑內(nèi)，各個路段有1～2輛車輛。假設每輛?；噧?nèi)有司機及安全員2人，這就意味著，一旦發(fā)生爆燃，將有至少2人死亡。如果發(fā)生爆燃時，周圍有大型客車經(jīng)過，后果將不堪設想。如果發(fā)生此類事故，將構成重特大交通安全事故。

表2 各個交叉路口危險化學品的車輛間距Tab.2 Hazardous chemical cargo vehicle distance on Haibin Road

表3 爆燃事故的重傷死亡半徑Tab.3 Serious injury and death radius of deflagration accident

4 結論

值得注意的是，上面計算得到的是在最不利條件下?；奋囕v的平均間距?？紤]到車輛駕駛?cè)藛T駕駛習慣的隨機性、車輛去向的隨機性以及發(fā)車時點的隨機性，因此不排除由于危化品車輛間距較小，發(fā)生碰撞事故后，危化品車輛爆燃引起附近其他?；奋囕v連鎖爆燃的可能性。如果發(fā)生此類情況，后果將是災難性的。因此交通安全監(jiān)管部門應該就?；奋囕v運輸問題給予足夠重視。另外，本次研究沒有考慮不用的車輛撞擊的損毀程度對于?；沸孤⒁嫉母怕视绊?，沒有考慮?；繁ㄒ约坝卸疚；窋U散可能導致的安全事故，因此在這些方面有待進一步探討。

［1］李淑霞，閆曉青.基于VC?DRSA的?；饭愤\輸風險不確定因素分析［J］.東華大學學報，2013，39（4）：509-513. LI S X，YAN X Q.Uncertain Factors Analysis of Hazardous Chemicals Road Transportation Risk Based on VC?DRSA［J］.Journal of Donghua University，2013，39（4）：509-513.

［2］張琴蘭，劉湘，呂植勇.?；坟浳镌谕景踩珷顟B(tài)模糊識別方法研究［J］.交通信息與安全，2013，31（6）：136-139. ZHANG Q L，LIU X，LV Z Y.A Fuzzy Identification Method of Safety State for Hazardous Chemicals in Transit［J］.Journal of Transport Information and Safety，2013，31（6）：136-139.

［3］李懷俊.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的危化品運輸企業(yè)安全評價［J］.模型及應用物流技術，2010，29（3）：88-92. LI H J.Safety Evaluation Model of Hazardous Chemical Transportation Enterprises Based on BP Neural Network and Its Applica?tion［J］.Logistics Technology，2010，29（3）：88-92.

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［6］王艷華，佟淑嬌，陳寶智.危險化學品道路運輸系統(tǒng)危險性分析［J］.中國安全科學學報，2005，15（2）：8-12. WANG Y H，TONG S J，CHEN B Z.Risk Analysis on Road Transport System of Dangerous Chemicals［J］.China Safety Science Journal，2005，15（2）：8-12.

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［10］張景林.危險化學品運輸［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2006.

長江宜賓重慶干線航道最低維護水深提至2.9 m

本刊從長江航務管理局獲悉，自2015年3月26日起，長江干線宜賓至重慶段枯水期最低維護水深由2.7 m提高至2.9 m。據(jù)悉，長江干線宜賓合江門至重慶羊角灘河段全長384 km，是典型的山區(qū)河流，共有30多處礙航灘險，以卵石淺灘礙航為主，通航條件比較復雜。近年來，國家實施了部分航道整治工程，航道條件有了一定改善，但是，急、彎、淺、險的礙航灘險仍是這段航道面臨的主要問題。為此，長航局充分利用航道整治效果和航道自然條件，加強航道維護管理，對航道進行了全面探測，對多年來的地形、水位、航標配布等資料進行核查和分析，完善了疏浚施工方案。據(jù)有關研究機構測算，航道維護水深提升到2.9 m后，可常年通航1 500 t級船舶及組成的船隊，貨運量將增加20%，直接經(jīng)濟效益約1.7億元。此次試運行提高長江宜賓至重慶段航道維護水深，拉開了川江航道“升級換代”的序幕。按規(guī)劃，“十三五”期末，川江航道水富至宜賓段航道維護等級將由Ⅳ級提升為Ⅲ級，宜賓至重慶段航道維護等級將由Ⅲ級提升為Ⅱ級。（殷缶，梅深）

海南航運將重點推進?？凇⒀笃趾腿齺喐劭谌航ㄔO

本刊從海南省交通運輸廳獲悉，未來海南省將抓住“一帶一路”建設的有利契機，重點推進?？?、洋浦和三亞港口群建設，開辟四通八達的海上航線，大力發(fā)展港航物流業(yè)，建設區(qū)域性國際航運樞紐和物流中心。據(jù)悉，目前，海南省已構建起北有?？诟?、南有三亞港、東有清瀾港、西有八所港和洋浦港的“四方五港”格局，2014年全省完成港口貨物吞吐量1.41億t，完成集裝箱吞吐量161.6萬標準箱，同比分別增長10.31%和13.58%。（殷缶，梅深）

Deflagration accident risk analysis of Tianjin harbor hazardous materials consolidation and distribution transportation

WANG Zhong?jue,WANG Xu?ting,HE Zhi
（Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,Tianjin 300456,China）

In Tianjin port,most hazardous cargos are transported by consolidation and distribution road.It is likely to cause serious personnel dead and injured in a crash involving hazardous cargo truck on consolidation and distribution road due to dense traffic flow,mixture of various vehicles and bad weather condition.The traffic flow of Haibin Road,which is the main consolidation and distribution road of Tianjin harbor,was calculated.The deflagra?tion radiuses of main hazardous cargo were also calculated.Transportation risk of hazardous materials was analyzed quantitatively.The simulation results show that at least 2 people will be killed if deflagration happens.

hazardous materials;consolidation and distribution road;traffic flow;deflagration radius

X 928.7

A

1005-8443（2015）02-0167-05

2014-07-02；

2014-08-11

王仲玨（1976-），男，北京市人，高級工程師，主要從事工程風險評價研究。

Biography：WANG Zhong?jue（1976?），male，senior engineer.