IZBIRANJE OPTIMALNIH POTI ZA PREVOZ
NEVARNIH SNOVI S POMO�JO TEHNOLOGIJE
GEOGRAFSKIH INFORMACIJSKIH SISTEMOV

Marjan �ura

UDK 656.1:91:681.3

Izvle�ek

Prevozi nevarnih snovi predstavljajo vedno ve�ji problem. Odstotek in te�a pro-
metnih nezgod vozil, ki preva�ajo nevarne snovi, zelo hitro nara��ata. O�itno
obstoje�a regulativa ne zado��a in Je potrebna podpora sodobnega ra�unalni�ko
podprtega informacijskega sistema. V prispevku Je predstavljen interaktivni
model za dolo�anje optimalne poti (poti z najmanj�im tveganjem) za prevoze
nevarnih snovi, ki Je rezultat projekta, ki sta ga financirali Ministrstvo za pro-
met in zveze ter Ministrstvo za notranje zadeve. Namen projekta Je bil vzposta-
vitev ra�unalni�ko podprtega informacijskega sistema za podporo odlo�itvam pri
preva�anju nevarnih snovi po cestni mre�i R Slovenije. Sistem Je zasnovan na
tehnologiji geografskih informacijskih sistemov (GIS) in Je izdelan s paketom PC
ARCINFO na osebnih ra�unalnikih. V prihodnosti bo sistem del kompleksnega
prostorskega informacijskega sistema R Slovenije.

UDC 656.1:91:681.3

Abstract

SELECTING THE MINIMUM RISK ROUTE IN THE TRANSPORTATION OF
HAZARDOUS MATERIALS

The transportation of hazardous materials is a broad and complex topic. Per-
cent and weight of accidents of vehicles carrying dangerous goods are growing
fast. Modern computer based information system for dangerous materials ma-
nagement is becoming more and more important. In this paper I present an in-
teractive software system for minimum risk route selection based on the PC
ARC/INFO. The model computes optimal path based on accident probabiliti is
computed from traffic accident rates , highway operational speed, traffic volume
and technical characteristic of the roadwidth. radius and slope. Dangerous go-
ods are classified into nine classes according to their impact to different sen-
sible environment elements. Those sensible elements are drinking water resour-
ses, natural heritage, forestry, agricultural areas, cultural heritage, urban areas
and tourist resorts. Some results of system implementation on Slovenia road
network are be presented.

Dr. Marijan �ura, dipl. ing., FAGG Prometnotehni�kl inStltut, Jamova 2, 61000
LJubljana

Marijan �ura_169_Izbiranje ■■■

KATASTER NEVARNIH SNOVI

Vnesti smo morali podatke o stopnjah nevarnosti razli�nih kategorij nevar-
nih snovi za posamezne vrste ogro�enih obmo�ij (gozdovi, vodni viri ...).
Nevarne snovi razvrstimo v naslednje skupine:

Tabela 1. Kataster nevarnih snovi_

1. eksplozivi

a. eksplozivne snovi - Z,M,n,k

b. predmeti, polnjeni z eksplozivnimi snovmi - Z,M
C v�igalna sredstva - z,m,k

2. plini - v,Z,M,n,k

3. vnetljive to�ke - V,z,M,N,K

4. trdne snovi

4.1 vnetljive trdne snovi - z,m

4.2 samovnetljive snovi - v,Z,M,k

4.3 snovi, ki v stiku z vodo razvijajo

vnetljive pline - v,Z,m,n

5. oksidirajo�e snovi

5.1 oksidirajo�e snovi

UVOD

Prevozi nevarnih snovi predstavljao vedno ve�ji problem. Odstotek in te�a
prometnih nezgod vozil, ki preva�ajo nevarne snovi, zelo hitro nara��ata.
O�itno obstoje�a regulativa za prevoze nevarnih snovi ne zado��a in je
potrebna podpora sodobnega ra�unalni�ko podprtega informacijskega siste-
ma. V tem prispevku predstavljamo interaktiven model za dolo�anje opti-
malne poti (pot z najmanj�im tveganjem) za prevoze nevarnih snovi, ki je
rezultat projekta, ki sta ga financirali Ministrstvo za promet in zveze ter
Ministrstvo za notranje zadeve, namen projekta je bil vzpostavitev ra�unal-
ni�ko podprtega informacijskega sistema za podporo odlo�itvam pri preva-
�anju nevarnih snovi po cestni mre�i R Slovenije. Sistem Je zasnovan na
tehnologiji geografskih informacijskih sistemov (GIS) in je izdelan s pake-
tom PC ARC/INFO na osebnih ra�unalinkih. V bodo�nosti bo sistem del
kompleksnega prostorskega Informacijskega sistema R Slovenije.

PODATKOVNI MODEL

V procesu vzpostavitve sistema smo morali izdelati naslednje ra�unalni�ke
evidence:

- kataster nevarnih snovi,

- kataster cest,

- kataster varovalnih obmo�ij.

Marijan Zura_170_Izbiranje

Ob�utljivost posameznih delov prostora se razlikuje glede na vrsto nevar-
nih snovi. Tako predstavljajo npr. nevarne snovi razreda 3 (vnetljive teko-
�ine) veliko nevarnost za vodne vire, medtem ko nevarne snovi razreda 1
a (eksplozivne snovi) ne predstavljajo nevarnosti za vodne vire.

KATASTER CEST

Cestna mre�a omogo�a povezavo med posameznimi to�kami prostora, po
drugi strani pa njeno stanje in njeni geometrijski elementi v veliki meri
vplivajo na varnost prevozov nevarnih snovi. Zato moramo vzpostaviti
podatkovno bazo o stanju cestne mre�e. V prvi fazi Je bila vzpostavljena
podatkovna baza magistralne in regionalne cestne mre�e. Kot grafi�na
osnova so bile privzete osi cest, ki so bile digitalizirane s karte 1:250000,
atributivni podatki pa so bili preneseni iz banke cestnih podatkov Repub-
li�ke uprave za ceste. Za optimizacijo prevozov nevarnih snovi so potrebni
podatki o naslednjih elementih cest:

- horizontalni potek,

- vzdol�ni nagibi,

- �irine,

- nosilnost.

Za dolo�anje optimalne poti prevozov s te�kimi tovornimi vozili in vla�ilci
moramo poznati lokacije odsekov, katerih horizontalni elementi, vzdol�ni
nagibi, �irine ali nosilnost ne omogo�ajo varne vo�nje te�kih ali dolgih
vozil. Odseki z neprimernimi horizontalnimi elementi so dolo�eni s �tevilko
odseka po nomenklaturi Republi�ke uprave za ceste ter s staclona�o za�et-
ka in konca pododseka z neprimernimi elementi.

Marijan �ura_171_Izbiranje ...

ISKANJE OPTIMALNIH POTI

Kadar se prevozu nevarnih snovi ne moremo izogniti, moramo poiskati
tako pot med dvema mestoma, ki bo predstavljala najmanj�o nevarnost za
okolje. Izdelali smo ra�unalni�ki model cestne mre�e, ki upo�teva podatke
o operativnih hitrostih vozil, neustreznih elementih horizontalnega in verti-
kalnega poteka, �irinah in nosilnosti. Vrednost prostora vklju�imo v model
tako, da topolo�ko prekrijemo model cestne mre�e z modelom prostora,
opisanim v prej�njem poglavju. Tako dobimo za vsak pododsek cestne
mre�e podatke o dol�ini, operativni hitrosti in vrednosti prostora. Optimal-
na pot med dvema to�kama je tista, ki ima najmanj�o vrednost izraza
upor-dol�ina pododseka/razred hitrosti-ob�utljivost.

KATASTER VAROVANIH OBMO�IJ

Kljub temu da predstavljajo nevarne snovi gro�njo celotnemu prostoru, v
katerem �ivimo, obstajajo dolo�eni deli oziroma elementi prostora, ki jih
ho�emo posebej varovati zaradi njihove posebne ob�utljivosti, redkosti ali
iz drugih vzrokov. Med najpomembnej�imi elementi prostora so nedvomno
vodni viri (reke, jezera, obmo�ja podtalnice), naravna in kulturna dedi��i-
na, naselja, turisti�na obmo�ja, gozdovi posebnega pomena in kmetijske
povr�ine prve kategorije. Kataster varovalnih obmo�ij smo vzpostavili z
digitalizacijo oz. skeniranjem kart, ki so bile osnova za izdelavo dolgoro�ne-
ga plana Slovenije od leta 1986 do leta 2000 v merilu 1:250000.

MODEL VREDNOTENJA VAROVANIH OBMO�IJ

Na posameznih delih prostora lahko pride do sovpadanja ve� razli�nih
varovanih elementov okolja, npr. kmetijska povr�ina prve kategorije in
pomembnej�e obmo�je podtalnice itd. Obmo�ja z ve� varovanimi elementi
moramo �e posebej ��ititi pred prevozom nevarnih snovi. Zato moramo
izdelati ra�unalni�ki model prostora, v katerem so zajeti vsi dejavniki oko-
lja, ki jih moramo varovati. Tehnologija geografskih informacijskih siste-
mov je idealno orodje za modeliranje takih problemov. S topolo�kim prekri-
vanjem vseh v prej�njem poglavju na�tetih informacijskih slojev dobimo
nov informacijski sloj, kjer posamezni poligoni predstavljajo obmo�ja z
enim, dvema, tremi itd. varovanimi elementi. Matemati�ni model za vred-
notenje posameznih vrst varovanih obmo�ij je precej poenostavljen. Najte�ji
korak pri vzpostavitvi je dolo�itev vrednostnih kriterijev posameznih vrst
varovanih obmo�ij, zato smo v tej fazi privzeli poenostavljen model z enot-
nimi ute�nimi faktorji. Karta vrednosti varovalnih obmo�ij je prikazana
na sliki 1.

Marijan �ura

172

Izbiranje

Slika 1: Vrednosti varovanih obmo�ij.

Marijan �ura_173_Izbiranje ...

ZAKLJU�EK

Prevozi nevarnih snovi predstavljajo resno gro�njo okolju, v katerem �ivi-
mo. S pomo�jo sodobnega ra�unalni�kega informacijskega sistema za pod-
poro odlo�itev pri prevozih nevarnih snovi lahko to nevarnost zmanj�amo
na najmanj�o mo�no mero. V okviru tega projekta Je bila izdelana prva
verzija tega informacijskega sistema. V podatkovni bazi so zajeti bistveni
podatki o cestah ter podatki o varovanih elementih prostora. Izdelana Je
aplikacija, ki omogo�a interaktivno dolo�evanje optimalne poti med dvema
mestoma. Optimalna pot Je tista, ki predstavlja najmanj�o gro�njo okolju.
V tem projektu Je bil uporabljen poenostavljen model vrednotenja prostora,
saj so vsi varovalni elementi enakovredni. Pravilna vrednostna razmerja
med posameznimi elementi bi bilo potrebno raziskati v posebnem projektu.
Ravno tako v tem modelu ni upo�tevano stanje prometne varnosti na ces-
tah in verjetnost ponavljanja nezgod.

LITERATURA IN VIRI

Brogan, J. D., J. W. Cashwell: Routing Models for the Transportation of
Hazardous Materials-State Level Enhancements and Modifications.
Transportation Research Record 1020.

Pijawka, K. D. et al.: Risk Assessment of Transportation Hazardous Mate-
rial: Route Analysis and Hazard Management. Transportation Re-
search Record 1020.

kjer so razredi: 1. do 40 km/h

2. 40-60 km/h

3. 60-80 km/h

4. nad 80 km/h

ob�utljivost prostora pa je odvisna od razreda nevarne snovi

Izdelali smo programsko opremo, ki za vsak prevoz nevarnih snovi inter-
aktivno omogo�a:

1. Izlo�itev cest, ki tehni�no ne ustrezajo karakteristikam vozila, ki preva-

�a nevarno snov. V tem koraku je treba izlo�iti odsek z:

- neustreznimi �irinami vozi��a,

- neustreznimi vzponi in padci,

- neustreznimi radiji,

- neustrezno nosilnostjo.

2. Dolo�itev vrst obmo�ij, ki so ogro�ena s prevozom nevarnih snovi.

3. Priklju�evanje ponderiranih vrednosti varovanih obmo�ij, ki le�ijo ob

cestah.

4. Iskanje optimalne poti po cestni mre�i, pri �emer se kot kriterij upo�te-

va najni�ja kumulativna vrednost prevo�ene poti.

5. Izris poteka optimalne poti in izpis seznama odsekov.

Marijan �ura_174_Izbiranje ■■■

Saccomano, F. F., A. Y. W. Chan: Economic Evaluation of Routing Stra-
tegies for Hazardous Road Shipments. Transportation Research Re-
cord 1020.

Saccomano et al.: Interactive Selection of Minimum-Risk Routes for Dan-
gerous Goods Shipments. Transportation Research Record 1148.

Scanlon, D. R., E. J. Cantilli: Assessing the Risk and Safety in the Tran-
sportation of Hazardous Materials. Transportation Research Record
1020.

�emljic, v., 1990: Mo�nosti prevoza nevarnih snovi na obmo�ju Republike
Slovenije, LJubljana