基于环境风险控制的铁路危险货物办理站布局优化问题研究

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1、北京交通大学博士学位论文基于环境风险控制的铁路危险货物办理站布局优化问题研究姓名：王伶俐申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：张星臣20081201中文摘要摘要：在我国，铁路承担了大量的危险货物运输任务。危险货物办理站是铁路危险货物运输服务的重要载体。随着我国石油化工行业的快速发展，既有的铁路危险货物办理站布局所能提供的危险货物运输服务在规模和结构上都已不能很好地满足运输需求，铁路危险货物运输服务供给与需求之间的矛盾呈不断加深的趋势，铁路危险货物办理站布局优化已成为一个亟待解决的现实问题

2、。与普通货物运输的服务设施相比，铁路危险货物办理站的主要特性在于具有环境风险性，而由铁路危险货物办理站布局不合理而引起的环境风险已经受到了越来越多的关注。为此，本文将环境风险控制的思想与数学规划方法相结合，借助于风险管理理论、环境经济学、安全经济学等领域的相关成果，提出了基于环境风险控制的铁路危险货物办理站布局优化理论与方法。本文的主要研究内容如下：(1)提出了铁路危险货物办理站环境风险评价方法，该方法由以下4部分构成：基于管理失误与风险树法(MORT)的铁路危险货物办理站环境风险分析模型、危险化学品

3、综合环境风险定量评价方法、铁路危险货物办理站固有环境风险性评价方法和铁路危险货物办理站环境风险场强模型。各部分之间的逻辑结构是：首先，通过基于MORT的铁路危险货物办理站环境风险分析模型，描述火灾、爆炸、污染等类型环境风险事故发生发展的内在机理，并对环境风险作出定性或定量分析；接着，通过危险化学品综合环境风险定量评价方法，将威胁环境安全的主要危险性(易燃性、易爆性和毒性)的不同度量指标折算为统一的度量指标——综合环境风险系数，以此为基础提出的铁路危险货物办理站固有环境风险性评价方法，能够比较客观、简捷

4、地反映铁路危险货物办理站内具有危险性能量的物质量，使不同站的环境风险评价结果具有可比性；然后，在以上方法的基础上，针对环境风险的空间特性建立的铁路危险货物办理站环境风险场强模型，描述了铁路危险货物办理站在空间中某点处产生的环境风险的大小，刻画了该点环境风险与该站(环境风险源)环境风险事故发生概率、该站的固有环境风险性及该点在环境风险场中的相对位置等因素之间的函数关系。铁路危险货物办理站环境风险评价方法的研究是本文其他内容的重要基础。(2)根据铁路危险货物办理站布局优化问题中环境风险控制的要求与特点，在

5、明确了环境风险暴露价值含义的基础上，提出以环境风险暴露价值作为本问题研究中的环境风险控制指标，并阐述了采用该指标的意义与可行性。提出了以环境风险暴露价值为指标的两条定性化环境风险接受准则，即最大环境风险暴露价值最小化和总环境风险暴露价值最小化，从而确立了环境风险控制在布局优化中北京交通大学博士学位论文目标效应的作用形式。(3)分析了新建铁路危险货物办理站选址问题的特性，在此基础上，构建了新建铁路危险货物办理站选址问题的多目标规划模型，运用上文提出的环境风险评价方法和环境风险接受准则，将模型中关于风险的

6、目标函数设置为minmax型，体现了“木桶原理”在铁路危险货物办理站环境风险控制中的应用。在对模型进行转化后，设计了基于拉格朗日松弛法的求解算法，并进行了示例应用分析。(4)分析了既有铁路危险货物办理站布局调整问题中的递阶博弈性和实现铁路危险货物办理站在业务范围上合理分工的必要性，指出铁路危险货物办理站布局调整的根本任务是：实现铁路危险货物运输服务的空间分布在规模上和结构上与运输需求相匹配，与其他运输方式相协调。在此基础上，构建了双层规划模型描述既有铁路危险货物办理站布局调整问题，模型在结构形式的设计

7、和决策变量的设计上充分地体现了问题的特性与要求，提出了求解该双层规划模型的启发式算法，并进行了应用示例分析。关键词：铁路危险货物办理站；布局优化；环境风险控制；环境风险场；环境风险暴露价值：多目标规划；拉格朗日松弛法；双层规划分类号：U294．8ABSTRACTRailwayundertakesalargeamountoftasktotransportdangerousgoodsinourcountry．Dangerousgoodsstationistheimportantcarrierofrailw

8、aydangerousgoodstransportationservice．Witlltherapidgrowthofpetrochemicalindustryinchina,thetransportationserviceprovidedbytheexistingrmlwaydangerousgoodsstationsCancommendablysatisfythedemandneitheronscalenoronstructure，andthecon