CN117575112A - 基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，属于集装箱安全领域；解决了集装箱堆放存在安全隐患问题；具体如下：集装箱信息获取模块获取堆场内集装箱的编号、尺寸、重量和危险货物化学名称，得到集装箱基础数据；集装箱标签生成模块获取堆场规划信息，对集装箱基础数据进行一次处理，确定集装箱初步堆放位置；集装箱处理模块对装箱基础数据进行二次处理，确定相邻集装箱的安全距离；集装箱调整模块获取堆场内的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或锂电池集装箱的火灾扩散速度，调整相邻两集装箱的安全距离；本发明通过对堆场内集装箱尺寸和重量进行获取和计算，为集装箱分配和调整安全距离，提高集装箱堆放的安全性和稳定性。

Description

基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统

技术领域

本发明基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，涉及集装箱安全领域。

背景技术

现有的有关集装箱安全堆放的系统或方法存在以下不足：

1、数据质量和数据处理：现有的有关集装箱安全堆放系统依赖于准确和完整的数据，如果数据质量不佳，系统的计算和预测能力就会受到影响，且大量准确和完整的数据中存在许多与计算和预测无关的数据。

2、系统复杂性：建立和维护这样一个数据驱动的系统需要大量的投入和专业知识，会增加管理成本和技术难度。

3、适用范围窄：在现实生活中大部分港区的集装箱堆场都只允许尺寸相同的集装箱进出，导致现有的有关集装箱安全堆放系统大多针对某一具体型号的集装箱进行设计，当遇到一些尺寸过大或尺寸过小的集装箱时，计算结果出现大幅度偏差。

本技术有效得解决了危险货物集装箱堆场的地域有限的问题，可以使得有限的地域存放更多的危险货物集装箱或者含有锂电池的次危险的集装箱。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目提供基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，旨在解决集装箱堆放问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统包括：

集装箱信息获取模块：用于获取堆场内集装箱编号、集装箱尺寸、集装箱重量以及危险货物的化学名称，得到集装箱基础数据；

集装箱标签生成模块：用于获取堆场的规划信息，对集装箱基础数据进行一次处理，确定集装箱标签和集装箱初步堆放位置；

集装箱处理模块：用于对集装箱基础数据进行二次处理，确定相邻两个集装箱之间的安全距离；

集装箱调整模块：用于获取堆场内的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，根据集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围动态调整相邻两个集装箱之间的安全距离；

数据库：用于存储读取数据库中堆场的规划信息、物理性质记录信息、堆场的摩擦系数和重力加速度、堆场的第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围、堆场的空气密度和堆场边界到周界安全地带的距离。

进一步地，所述集装箱信息获取模块的工作流程如下：

集装箱信息获取模块包括图像识别设备，图像识别设备获取集装箱编码和海关检查报告，通过海关检查报告获取危险货物的化学名称；

集装箱信息获取模块包括重力传感器和距离传感器；其中重力传感器获取集装箱的重量，距离传感器获取集装箱的尺寸；

集装箱集合统计方法：集装箱信息获取模块根据集装编号中的箱主码，把同一箱主码对应的所有不同尺寸、重量和化学名称的集装箱记作一个集装箱集合；

集装箱信息获取模块利用集装箱集合统计方法统计所有进入堆场的集装箱信息，得到集装箱集合组，并把集装箱集合组作为集装箱基础数据发送至集装箱标签生成模块和集装箱处理模块。

进一步地，所述集装箱标签生成模块的工作流程如下：

集装箱标签生成模块提取集装箱集合组中每一集装箱集合中的集装箱个数，记作N；

集装箱标签生成模块提取集装箱集合组中每一集装箱集合对应的箱主码和化学名称，利用哈希函数把箱主码和化学名称转换成11位定长的哈希值，并把哈希值存入集装箱标签；

集装箱标签生成模块初步确定集装箱堆放位置的流程：

流程A1：集装箱标签生成模块读取数据库中物理性质记录信息，并根据化学名称确定货物的化学性质，并统计每组集装箱集合中气态、液态、块状固态和粉末状固态货物对应的集装箱的个数，分别记作Ga、Li、Bs和Ps；

流程A2：集装箱标签生成模块计算液态货物占比，记作Lp，Lp＝Li/N；若集装箱集合对应的Lp≥0.6，则把该集装箱集合划分至近海侧；若集装箱集合对应的Lp＜0.6，则把该集装箱集合划分至内地侧；

流程A3：集装箱标签生成模块计算气态货物和粉末状固态货物占比，记作GPp，GPp＝（Ga＋Ps）/N；若集装箱集合对应的GPp≥0.6，则把该集装箱集合划分至对应存储区的北侧；若集装箱集合对应的GPp＜0.6，则计算块状固态货物占比，记作Bp，Bp＝Bs/N；若0＜Bp≤0.3，则把该集装箱集合划分至对应存储区的南侧；若0.3＜Bp≤0.6，则把该集装箱集合划分至对应存储区的东侧；若0.6＜Bp，则把该集装箱集合划分至对应存储区的西侧；

集装箱标签生成模块重复执行上述流程A1～流程A3，直至集装箱集合组中的所有集装箱集合都被划分存储区。

进一步地，所述集装箱处理模块的工作流程如下：

流程B1：集装箱处理模块将集装箱集合组，记作BB，统计BB中所有集装箱集合的个数，记作M；得到{BB₁，BB₂，BB₃……BB_M}；

流程B2：集装箱处理模块提取BB中所有集装箱集合中的集装箱个数，记作n；

流程B3：集装箱处理模块提取BB中所有集装箱集合对应的集装箱尺寸和集装箱重量，分别记作l、w、h和m，得到集合Bb₁～Bb_M；

流程B4：集装箱处理模块把上述流程B3得到的集合Bb₁～Bb_M中的所有不同尺寸的集装箱按集装箱尺寸大小升序排列，相同尺寸的集装箱按集装箱重量升序排列；得到重排序后的集合Bb₁～Bb_M，记作集合BB₁～BB_M；

流程B5：基于集合BB₁～BB_M，分别计算各集装箱集合中相同尺寸集装箱的安全距离或不同尺寸集装箱的安全距离。

进一步地，所述计算集合BB₁～BB_M中相同尺寸集装箱的安全距离或不同尺寸集装箱的安全距离的工作流程如下：

流程B51：集装箱处理模块读取数据库中堆场的摩擦系数和重力加速度，分别记为μ和g；

流程B52：集装箱处理模块从集合BB₁开始，依次读取集合BB₁中相邻两个集装箱的尺寸，并判断相邻两个集装箱的尺寸是否相同，若相同执行流程B53；若不同执行流程B54；

流程B53：相邻两个集装箱的尺寸相同，集装箱处理模块取前者集装箱的高度记为fh，取前者集装箱的重量记为fm，后者集装箱的重量记为bm；安全距离记为X，X＝bm/（fm*μ）*sin45^o*fh；即第n个和第（n+1）个集装箱之间的安全距离X＝bm_n+1/（fm_n*μ）*sin45^o*fh_n；

流程B54：相邻两个集装箱的尺寸不同，集装箱处理模块先判断相邻两个集装箱尺寸的大小；集装箱处理模块取尺寸小的集装箱高度记为fhh，取尺寸小的集装箱的重量记为fmm，尺寸大的集装箱的重量记为bmm；安全距离记为Y，Y＝bmm/（fmm*μ）*sin45^o*fhh；即第n个和第（n+1）集装箱之间的安全距离Y；若第n个尺寸大于第（n+1）集装箱，则Y＝bmm_n+1/（fmm_n*μ）*sin45^o*fhh_n；若第n个尺寸小于第（n+1）集装箱，则Y＝fmm_n/（bmm_n+1*μ）*sin45^o*bhh_n+1；

流程B55：集装箱处理模块重复执行上述流程B52～流程B54，直至集合BB₁中所有集装箱都分配好安全位置；

流程B56：集装箱处理模块重复执行上述流程B52～流程B54，并在集合BB₁中所有集装箱都分配好安全位置后，将集合BB₁依次替换为集合BB₂～BB_M，直至集合BB₁～BB_M所有集装箱都分配好位置。

进一步地，所述集装箱调整模块的工作流程如下：

集装箱调整模块读取数据库中堆场的第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围；

集装箱调整模块获取堆场内集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散速度，记作vw；

集装箱调整模块判断vw是否在第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围之间；若vw小于等于第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，则无需对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整；若vw大于等于第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，则集装箱调整模块立刻报警，通知港区工作人员转移集装箱，不对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整；若vw在第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围之间，则集装箱调整模块对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整。

进一步地，所述集装箱调整模块对相邻两个集装箱之间的安全距离的调整流程如下：

流程C1：集装箱调整模块读取数据库中堆场的空气密度和堆场边界到周界安全地带的距离，分别记为ρρ和X1；

流程C2：集装箱调整模块从上述集合BB₁～BB_M（流程B4）中的集合BB₁开始，从集合BB₁的末尾，依次读取集合BB₁中相邻两个集装箱的尺寸，并判断相邻两个集装箱是否在堆场边界上；若在，则执行流程C3，若不在，则执行流程C4；

流程C3：相邻两个集装箱在堆场边界上；集装箱调整模块读取后者集装箱的重量记作Bm，读取后者集装箱的长和高分别记作Bl和Bw；根据计算式Ⅲ1，计算参考扩散风速Δvw1；将堆场边界到周界安全地带的距离X1调整至Z1,Z1＝Δvw1/vw*X1；

流程C4：相邻两个集装箱不在堆场边界上；集装箱调整模块读取集装箱处理模块确定的安全距离记作ΔX2；集装箱调整模块判断相邻两个集装箱的尺寸，集装箱调整模块读取尺寸大的集装箱的高度记作Bh，读取尺寸小的集装箱的长、宽和高分别记作Fl、Fw和Fh；根据比例式2，将相邻两个集装箱确定的安全距离ΔX2调整至Z2,Z2＝ΔX2*Fh/Bh*（Fw*Fl）；

流程C5：集装箱调整模块重复执行上述流程C2～流程C4，直至集合BB₁中所有集装箱的安全距离都被调整；

流程C6：集装箱调整模块重复执行上述流程C2～流程C5，并在集合BB₁中所有集装箱的安全距离都被调整，将集合BB₁依次替换为集合BB₂～BB_M，直至集合BB₁～BB_M所有集装箱的安全距离都被调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、提高计算结果的可信度：本发明摒弃了传统有关集装箱安全堆放系统获取大量数据的操作，改为只获取与集装箱安全堆放相关的数据，减少了系统数据处理压力，从侧面提高了系统计算结果的可靠性。

2、确保集装箱堆放安全：因为本发明应用在港区，本发明堆场堆放的货物是危险品，故集装箱泄漏后毒气风中扩散或者锂电池集装箱的火灾扩散是对集装箱堆放影响最大的外在不确定因素，本发明根据每日港区的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围动态调整集装箱的安全距离，确保集装箱的堆放安全。

3、适用面广：因为本发明会对每一个进入堆场的集装箱尺寸和重量进行获取，针对每一对相邻的两个集装箱都计算安全距离，使得不同尺寸不同重量的集装箱安全距离不同，最大程度利用堆场面积，也使得本发明在不同港区不同堆场都有良好相性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明系统流程示意图；

图2为本发明集装箱示意图；

图3为本发明集装箱尺寸标示图；

图4为本发明堆场划分示意图；

图5为本发明相同尺寸集装箱安全距离计算示意图；

图6为本发明不同尺寸集装箱安全距离计算示意图；

图7为本发明集装箱堆叠示意图；

图8为本发明调整集装箱安全距离示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

请参阅图1，基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统包括：集装箱信息获取模块、集装箱标签生成模块、集装箱处理模块、集装箱调整模块、数据库以及控制器；其中集装箱信息获取模块、集装箱标签生成模块、集装箱处理模块以及集装箱调整模块分别与数据库和控制器相连。

数据库：用于存储读取数据库中堆场的规划信息、物理性质记录信息、堆场的摩擦系数和重力加速度、堆场的第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围、堆场的空气密度和堆场边界到周界安全地带的距离。

需要说明的是，集装箱堆场简称堆场，本发明中所有的堆场都代表集装箱堆场，在此说明。

集装箱信息获取模块获取堆场内集装箱编号、集装箱尺寸、集装箱重量以及危险货物的化学名称，得到集装箱基础数据；

需要说明的是，请参阅图2，标准集装箱编号有11位编码，由箱主码、箱体注册码和校验码三部分组成；结合图2，箱主码为TBJU，箱体注册码为747939，校验码为6；其中箱主码的前三位英文字母（TBJ）表示集装箱的所属单位，本发明主要利用集装箱编号中的箱主码。

需要说明的是，因为本发明中的集装箱用于装载危险货物；现有的货物检测设备或检测方法，需要打开集装箱对货物进行扫描，这些操作会对部分货物（如光敏材料或化学还原剂）造成损坏或泄露，故在本发明中对货物的检测由专业海关人员进行，本发明仅获取海关人员对货物的检查报告，即危险货物的化学名称。

集装箱信息获取模块的工作流程如下：

集装箱信息获取模块包括图像识别设备，图像识别设备获取集装箱编码和海关检查报告，通过海关检查报告获取危险货物的化学名称；

集装箱信息获取模块包括重力传感器和距离传感器；其中重力传感器获取集装箱的重量，距离传感器获取集装箱的尺寸；

请参阅图3，根据图3演示，集装箱的尺寸表示集装箱的长边、宽边和高边。

集装箱集合统计方法：集装箱信息获取模块根据集装编号中的箱主码，把同一箱主码对应的所有不同尺寸、重量和化学名称的集装箱记作一个集装箱集合；

集装箱信息获取模块利用集装箱集合统计方法统计所有进入堆场的集装箱信息，得到集装箱集合组，并把集装箱集合组作为集装箱基础数据发送至集装箱标签生成模块和集装箱处理模块。

集装箱标签生成模块获取堆场的规划信息，对集装箱基础数据进行一次处理，确定集装箱标签和集装箱初步堆放位置；

集装箱标签生成模块的工作流程如下：

集装箱标签生成模块提取集装箱集合组中每一集装箱集合中的集装箱个数，记作N；

集装箱标签生成模块提取集装箱集合组中每一集装箱集合对应的箱主码和化学名称，利用哈希函数把箱主码和化学名称转换成11位定长的哈希值，并把哈希值存入集装箱标签；

需要说明的是，本发明中的集装箱标签是类似IC卡的标签，内置有存储芯片和感应线圈；存储芯片用于存储哈希值。

请参阅图4，集装箱标签生成模块读取数据库中堆场的规划信息，将堆场分为面积相同的两个存储区，记为近海侧和内地侧；

堆场的规划信息表示堆场的总面积和地理位置。

物理性质记录信息表示各种化学品在常温正常存储下的物理状态，即气态、液态、块状固态和粉末状固态。

集装箱标签生成模块初步确定集装箱堆放位置的流程：

流程A1：集装箱标签生成模块读取数据库中物理性质记录信息，并根据化学名称确定货物的化学性质，并统计每组集装箱集合中气态、液态、块状固态和粉末状固态货物对应的集装箱的个数，分别记作Ga、Li、Bs和Ps；

流程A2：集装箱标签生成模块计算液态货物占比，记作Lp，Lp＝Li/N；若集装箱集合对应的Lp≥0.6，则把该集装箱集合划分至近海侧；若集装箱集合对应的Lp＜0.6，则把该集装箱集合划分至内地侧；

流程A3：集装箱标签生成模块计算气态货物和粉末状固态货物占比，记作GPp，GPp＝（Ga＋Ps）/N；若集装箱集合对应的GPp≥0.6，则把该集装箱集合划分至对应存储区的北侧；若集装箱集合对应的GPp＜0.6，则计算块状固态货物占比，记作Bp，Bp＝Bs/N；若0＜Bp≤0.3，则把该集装箱集合划分至对应存储区的南侧；若0.3＜Bp≤0.6，则把该集装箱集合划分至对应存储区的东侧；若0.6＜Bp，则把该集装箱集合划分至对应存储区的西侧；

集装箱标签生成模块重复执行上述流程A1～流程A3，直至集装箱集合组中的所有集装箱集合都被划分存储区。

需要说明的是，本发明中集装箱标签生成模块确定集装箱位置的工作原理：集装箱标签生成模块通过向堆场广播高频电信号，当高频电信号遇到集装箱标签时，集装箱标签内的感应线圈产生感应电，感应电驱动存储芯片反射高频电信号，集装箱标签生成模块通过反射高频电信号获取集装箱位置。

需要说明的是，本发明中集装箱标签生成模块只能使用高频电信号，因为高频电信号的穿透能力差，且高频电信号在遇到集装箱后，会直接被集装箱吸收；故高频电信号不会进入集装箱破坏货物。

集装箱处理模块对集装箱基础数据进行二次处理，确定相邻两个集装箱之间的安全距离；

集装箱处理模块的工作流程如下：

流程B1：集装箱处理模块将集装箱集合组，记作BB，统计BB中所有集装箱集合的个数，记作M；得到{BB₁，BB₂，BB₃……BB_M}；

流程B2：集装箱处理模块提取BB中所有集装箱集合中的集装箱个数，记作n；

流程B3：集装箱处理模块提取BB中所有集装箱集合对应的集装箱尺寸和集装箱重量，分别记作l、w、h和m，得到集合Bb₁～Bb_M；

流程B4：集装箱处理模块把上述流程B3得到的集合Bb₁～Bb_M中的所有不同尺寸的集装箱按集装箱尺寸大小升序排列，相同尺寸的集装箱按集装箱重量升序排列；得到重排序后的集合Bb₁～Bb_M，记作集合BB₁～BB_M；

BB₁{l₁、w₁、h₁、m₁；l₂、w₂、h₂、m₂；l₃、w₃、h₃、m₃；……l_n、w_n、h_n、m_n}；

BB₂{l₁、w₁、h₁、m₁；l₂、w₂、h₂、m₂；l₃、w₃、h₃、m₃；……l_n、w_n、h_n、m_n}；

BB₃{l₁、w₁、h₁、m₁；l₂、w₂、h₂、m₂；l₃、w₃、h₃、m₃；……l_n、w_n、h_n、m_n}；

……

BB_M{l₁、w₁、h₁、m₁；l₂、w₂、h₂、m₂；l₃、w₃、h₃、m₃；……l_n、w_n、h_n、m_n}；

流程B5：基于集合BB₁～BB_M，分别计算各集装箱集合中相同尺寸集装箱的安全距离或不同尺寸集装箱的安全距离；

需要说明的是，请参阅图5和图6，集装箱的安全距离是指，不会使集装箱倒塌或不影响后续集装箱的相邻两个集装箱之间的间距；当相邻摆放的两个集装箱其中一个出现倒塌时（图5中的虚线集装箱，图6中的虚线集装箱），倒塌后的集装箱砸向周围没倒塌的集装箱（图5中的集装箱1，图6中的集装箱3）不会使原本正常的集装箱出现倒塌。

流程B51：集装箱处理模块读取数据库中堆场的摩擦系数和重力加速度，分别记为μ和g；

流程B52：集装箱处理模块从集合BB₁开始，依次读取集合BB₁中相邻两个集装箱的尺寸，并判断相邻两个集装箱的尺寸是否相同，若相同执行流程B53；若不同执行流程B54；

流程B53：相邻两个集装箱的尺寸相同，集装箱处理模块取前者集装箱的高度记为fh，取前者集装箱的重量记为fm，后者集装箱的重量记为bm；安全距离记为X，X＝bm/（fm*μ）*sin45^o*fh；即第n个和第（n+1）个集装箱之间的安全距离X＝bm_n+1/（fm_n*μ）*sin45^o*fh_n；例：第1个与第2个集装箱尺寸相同，第1个与第2个集装箱之间的安全距离X＝bm₂/（fm₁*μ）*sin45^o*fh₁；其中fm₁表示第1个集装箱的重量，fh₁表示第1个集装箱的高度，bm₂表示第2个集装箱的重量；

流程B54：相邻两个集装箱的尺寸不同，集装箱处理模块先判断相邻两个集装箱尺寸的大小；集装箱处理模块取尺寸小的集装箱高度记为fhh，取尺寸小的集装箱的重量记为fmm，尺寸大的集装箱的重量记为bmm；安全距离记为Y，Y＝bmm/（fmm*μ）*sin45^o*fhh；即第n个和第（n+1）集装箱之间的安全距离Y；若第n个尺寸大于第（n+1）集装箱，则Y＝bmm_n+1/（fmm_n*μ）*sin45^o*fhh_n；若第n个尺寸小于第（n+1）集装箱，则Y＝fmm_n/（bmm_n+1*μ）*sin45^o*bhh_n+1；例：第3个与第4个集装箱尺寸不同，若第3个集装箱尺寸大于第4个集装尺寸，则第3个与第4个集装箱之间的安全距离Y＝bm₄/（fm₃*μ）*sin45^o*fh₃；其中fm₃表示第3个集装箱的重量，fh₃表示第3个集装箱的高度，bm₄表示第4个集装箱的重量；若第3个集装箱尺寸小于第4个集装尺寸，则第3个与第4个集装箱之间的安全距离Y＝fm₃/（bm₄*μ）*sin45^o*bh₄；其中bm₄表示第4个集装箱的重量，bh₄表示第4个集装箱的高度，fm₃表示第3个集装箱的重量；

流程B55：集装箱处理模块重复执行上述流程B52～流程B54，直至集合BB₁中所有集装箱都分配好安全位置；

流程B56：集装箱处理模块重复执行上述流程B52～流程B54，并在集合BB₁中所有集装箱都分配好安全位置后，将集合BB₁依次替换为集合BB₂～BB_M，直至集合BB₁～BB_M所有集装箱都分配好位置。

需要说明的是，请参阅图7，集装箱处理模块在遇到集装箱尺寸相同且重量相同时，会进行叠堆操作，即把相同尺寸相同重量的集装箱堆叠在一起；如图7所示，集装箱6～集装箱9为同一尺寸同一重量的集装箱，说明装载的货物相同，安全距离1由集装箱5和集装箱6的高度和重量计算得出，安全距离2由集装箱9和集装箱10的高度和重量计算得出；由于不同港区不同堆场的集装箱吞吐量不同，对堆叠高度的要求也不同，故堆叠高度由港区负责人决定，本发明不做处理。

请参阅图5，相同尺寸集装箱安全距离的计算原理及公式推导过程：

如图5所示，集装箱1和集装箱2，表示两个相邻的相同尺寸集装箱；ΔX表示初始安全距离；在集装箱1中，h表示集装箱的高，w表示集装箱的宽，d表示集装箱的对角线，角α表示集装箱宽与对角线的夹角；m1表示集装箱1的重量，m2表示集装箱2的重量；集装箱2与集装箱1对应的高、宽、对角线和夹角相同（为提高参考图的可读性，部分重复参数在图中未标注）；

上述d的计算式为：（计算式Ⅰ1）；

如图5所示，虚线集装箱表示集装箱2发生侧翻；角θ表示初始安全距离ΔX对应的夹角，角β表示侧翻后的集装箱2对角线与正常集装箱2侧边高的夹角，其中角α、角θ、角β满足α＝θ＋β，Δh表示重力势能面的改变量；v表示侧翻后的集装箱2撞击集装箱1的速度，v1表示v在水平方向的分速度；

根据能量守恒定律和牛顿力学定律，当集装箱2发生侧翻时，集装箱2的重力势能面发生变化，因为重力向下，重力做负功；又因为集装箱2在发送侧翻前处于静止的稳态，故集装箱2总能量为0；即Ek（动能）＋Ep（重力势能）＝0；其中重力做负功，重力势能转化为动能，即Ek（动能）＝Ep（重力势能），带入参数得（计算式Ⅰ2）；其中计算Ⅰ2中，等号左部表示Ek（动能），等号右部表示Ep（重力势能），g表示万有引力常数；

结合三角函数得，Δh＝d/2*cosβ－h/2（计算式Ⅰ3）；

进一步由三角函数可得：cosβ＝（1－sinβ²）；

sinβ＝sin（α－θ）＝sin（α＋θ）；

sinα＝h/d（计算式Ⅰ4）；

sinθ＝ΔX/h（计算式Ⅰ5）；

需要说明的是，结合生活实例，本发明中角α、角β和角θ的取值在0^o到90^o之间，若角α、角β和角θ超过0^o～90^o，则表示集装箱陷入地下，说明堆场出现重大安全事故；故角α、角β和角θ不在0^o到90^o的情况不符合生活常理，不可取。

由能量守恒定律和冲量定律可知，集装箱1和集装箱2在静止状态下，由集装箱1和集装箱2构成组合的总能量不变，结合冲量定律，即集装箱2侧翻产生的冲量刚好可以被集装箱1抵消；根据冲量公式（冲量=力*时间）、能量公式（能量=力*位移）和位移公式（位移=速度*时间）可得以下推导：

由0.5*m2*v²＝m2*g*Δh得；v1＝v*cosβ；

侧翻后的集装箱2撞击集装箱1的时间t1，t1＝ΔX/v1；

根据能量公式（能量=力*位移）可知，集装箱2撞击集装箱1的撞击力表示为撞击力=动能/距离，撞击力用Fz表示，Fz＝Ek/ΔX；

把集装箱2撞击集装箱1的冲量记作I，I＝Fz*t1；

化简过程：I＝Fz*t1；

＝（Ek/ΔX）*ΔX/v1；

＝Ek/v1；

＝0.5*m2*v²/v*cosβ；

＝m2*v/2cosβ；

由牛顿力学可知，要使集装箱1在集装箱2的撞击下保持稳定，则集装箱1对集装箱2撞击力的抵抗力必须为最大静摩擦力；把集装箱1的最大抵抗撞击时间记作t2，t2＝I/f；其中f表示集装箱1的最大静摩擦力，f＝μ*m1*g；带入参数得：

；

；

把t2和v1结合可得ΔX的安全距离，记作ΔXX；ΔXX＝v1*t2；带入参数化简得：

；

；

；

（计算式Ⅰ6）；

由计算式Ⅰ6、集装箱的尺寸和堆场摩擦系数可知，为定值，安全距离只与Δh有关；又因为上述计算式Ⅰ1和计算式Ⅰ3可知，Δh只与角β有关；又因为上述计算Ⅰ4和计算式Ⅰ5可知，角α为定值，角β只与角θ有关；故角β的计算sinβ＝sin（α－θ）＝sin（α＋θ）＝sinαcosθ＋cosα＋sinθ可以简化为计算sinθ＋cosθ在0^o到90^o之间的最值；因为0^o到90^o之间的sin值和cos值均为[0,1]，当且仅当θ为45^o时，sinθ＋cosθ取到最大值；故当ΔX与集装箱侧边高的夹角θ成时45^o时，最安全；

综上所述，ΔX与集装箱侧边高的夹角θ取45^o，初始安全距离ΔX与集装箱的侧边高h满足ΔX＝sin45^o*h；安全距离ΔXX＝m2/（m1*μ）*sin45^o*h。

请参阅图6，不同尺寸集装箱安全距离的计算原理及公式推导过程：

如图6所示，集装箱3和集装箱4，表示两个相邻的不同尺寸集装箱；ΔY表示初始安全距离；h3表示集装箱3的高，w3表示集装箱3的宽，d3表示集装箱3的对角线，m3表示集装箱3的重量；h4表示集装箱4的高，w4表示集装箱4的宽，d4表示集装箱4的对角线，m4表示集装箱4的重量；角ρ表示集装箱4对应的宽与对角线的夹角；

上述d的计算式为：（计算式Ⅱ1）；

如图6所示，虚线集装箱表示集装箱4发生侧翻；角ε表示初始安全距离ΔY对应的夹角，角λ表示侧翻后的集装箱4对角线与正常集装箱4侧边高的夹角，其中角ρ、角ε、角λ满足ρ＝ε＋λ，Δhh表示重力势能面的改变量；vv表示侧翻后的集装箱4撞击集装箱3的速度，vv1表示vv在水平方向的分速度；

根据能量守恒定律和牛顿力学定律，当集装箱4发生侧翻时，集装箱4的重力势能面发生变化，因为重力向下，重力做负功；又因为集装箱4在发送侧翻前处于静止的稳态，故集装箱4总能量为0；即Ekk（动能）＋Epp（重力势能）＝0；其中重力做负功，重力势能转化为动能，即Ekk（动能）＝Epp（重力势能），带入参数得（计算式Ⅱ2）；其中计算Ⅱ2中，等号左部表示Ekk（动能），等号右部表示Epp（重力势能），g表示万有引力常数；

结合三角函数得，Δhh＝d4/2*cosλ－h4/2（计算式Ⅱ3）；

进一步由三角函数可得：cosλ＝（1－sinλ²）；

sinλ＝sin（ρ－ε）＝sin（ρ＋ε）；

sinρ＝h4/w4（计算式Ⅱ4）；

如图6所示，角εε表示角ε的余角，因为集装箱3和集装箱4的尺寸不同，故无法直接表示sinε，但可以通过tanε间接表示，即tanε＝sinε/cosε＝ΔY/h3（计算式Ⅱ5）；

根据正弦定理和直角三角形法则cosε＝sinεε；sinε：sinεε＝ΔY：h3；故sinε：cosε＝ΔY：h3（计算式Ⅱ6）；

需要说明的是，结合生活实例，本发明中角ρ、角λ和角ε的取值在0^o到90^o之间，若角ρ、角λ和角ε超过0^o～90^o，则表示集装箱陷入地下，说明堆场出现重大安全事故；故角ρ、角λ和角ε不在0^o到90^o的情况不符合生活常理，不可取。

由能量守恒定律和冲量定律可知，集装箱3和集装箱4在静止状态下，由集装箱3和集装箱4构成组合的总能量不变，结合冲量定律，即集装箱4侧翻产生的冲量刚好可以被集装箱3抵消；根据冲量公式（冲量=力*时间）、能量公式（能量=力*位移）和位移公式（位移=速度*时间）可得以下推导：

由0.5*m4*vv²＝m4*g*Δhh得；vv1＝vv*cosε；

侧翻后的集装箱4撞击集装箱3的时间tt1，tt1＝ΔY/vv1；

根据能量公式（能量=力*位移）可知，集装箱2撞击集装箱1的撞击力表示为撞击力=动能/距离，撞击力用Fzz表示，Fzz＝Ekk/ΔX；

把集装箱4撞击集装箱3的冲量记作II，II＝Fzz*tt1；

化简过程：II＝Fzz*tt1；

＝（Ekk/ΔY）*ΔY/vv1；

＝Ekk/vv1；

＝0.5*m4*vv²/vv*cosε；

＝m4*vv/2cosε；

由牛顿力学可知，要使集装箱3在集装箱4的撞击下保持稳定，则集装箱3对集装箱4撞击力的抵抗力必须为最大静摩擦力；把集装箱3的最大抵抗撞击时间记作tt2，tt2＝II/ff；其中ff表示集装箱3的最大静摩擦力，ff＝μ*m3*g；带入参数得：

；

；

把tt2和vv1结合可得ΔY的安全距离，记作ΔYY；ΔYY＝vv1*tt2；带入参数化简得：

；

；

；

（计算式Ⅱ7）；

由计算式Ⅱ7、集装箱的尺寸和堆场摩擦系数可知，为定值，安全距离只与Δhh有关；又因为上述计算式Ⅱ1和计算式Ⅱ3可知，Δhh只与角λ有关；又因为上述计算式Ⅱ4可知，角ρ为定值，角λ只与角ε有关；故角ε的计算sinε＝sin（ρ－ε）＝sin（ρ＋ε）＝sinρcosε＋cosρ＋sinε可以简化为计算sinε＋cosε在0^o到90^o之间的最值；又因为上述计算式Ⅱ5和计算式Ⅱ6可知，tanε＝sinε/cosε＝ΔY/h3和sinε：cosε＝ΔY：h3，角ε必须是尺寸大的集装箱倒向尺寸小的集装箱所对应的夹角，故ε在0^o到90^o之间取45^o，tanε有意义且最大；故当ΔX与集装箱侧边高的夹角θ成45^o时，最安全；

综上所述，ΔY与集装箱侧边高的夹角ε取45^o，初始安全距离ΔY与集装箱3的侧边高h3满足ΔY＝sin45^o*h3；安全距离ΔYY＝m4/（m3*μ）*sin45^o*h3。

集装箱调整模块获取堆场内的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，根据集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围动态调整相邻两个集装箱之间的安全距离；

需要说明的是，本发明只考虑集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围对集装箱安全距离的影响，不考虑类似火灾、地震、泥石流等突发意外；不考虑突发意外对集装箱安全距离的影响是因为：本发明的服务对象是港区，且堆场堆放的是危险货物，故本发明中的堆场本就存在安全隐患，若堆场发生类似火灾、地震、泥石流等突发意外，则堆场内的集装箱会立刻发生连锁反应产生更大的消防和有害物质扩散风险；故堆场发生突发意外时，堆场负责人应当立刻进行人员撤离和抢救性转移，优先保证人身安全，再尽可能减少灾害和损失；故本发明只考虑集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围对集装箱安全距离的影响。

集装箱调整模块的工作流程如下：

集装箱调整模块读取数据库中堆场的第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围；

需要说明的是，第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围表示：会使集装箱发生移动的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围表示：会引发海啸的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围；因为不同港区不同堆场的地理位置和防风等级不同，故本发明不能计算某一具体地区的第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围；第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围由系统开发人员通过地方气象局的气象报告获得，并录入数据库。

集装箱调整模块通过堆场内的有害气体和火灾扩散监测模组，获取堆场的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散速度，记作vw；

需要说明的是，集装箱调整模块关联堆场内的有害气体和火灾扩散监测模组；有害气体和火灾扩散监测模组包括：

有毒气体检测仪：用于监测环境中的有毒气体；

烟雾探测器：用于监测烟雾和可燃气体；热成像仪：监测物体的表面温度；烟雾探测器和热成像仪组合使用，用于监测火灾；

气体扩散监测仪：用于监测有害气体或火灾热空气的扩撒速度；

其中有毒气体检测仪配合气体扩散监测仪配合使用，得到集装箱泄漏后毒气风中扩散速度；烟雾探测器和热成像仪配合气体扩散监测仪配合使用，得到锂电池集装箱的火灾扩散速度。

需要说明的是，若有害气体和火灾扩散监测模组监测到堆场同时发生有毒气体泄露和火灾，则vw表示集装箱泄漏后毒气风中扩散速度与锂电池集装箱的火灾扩散速度的和。

集装箱调整模块判断vw是否在第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围之间；若vw小于等于第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，则无需对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整；若vw大于等于第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，则集装箱调整模块立刻报警，通知港区工作人员转移集装箱，不对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整；若vw在第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围之间，则集装箱调整模块对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整；

集装箱调整模块对相邻两个集装箱之间的安全距离的调整流程如下：

流程C1：集装箱调整模块读取数据库中堆场的空气密度和堆场边界到周界安全地带的距离，分别记为ρρ和X1；

流程C2：集装箱调整模块从上述集合BB₁～BB_M（流程B4）中的集合BB₁开始，从集合BB₁的末尾，依次读取集合BB₁中相邻两个集装箱的尺寸，并判断相邻两个集装箱是否在堆场边界上；若在，则执行流程C3，若不在，则执行流程C4；

流程C3：相邻两个集装箱在堆场边界上；集装箱调整模块读取后者集装箱的重量记作Bm，读取后者集装箱的长和高分别记作Bl和Bw；根据计算式Ⅲ1，计算参考扩散风速记作Δvw1，（计算式Ⅲ1）；根据比例式1，将堆场边界到周界安全地带的距离X1调整至Z1,Z1＝Δvw1/vw*X1；例：若集合BB₁中有20个集装箱，第20个集装箱在堆场边界上，参考扩散风速/>，其中Bm₂₀、Bl₂₀和Bw₂₀分别代表第20个集装箱的重量，长度和宽度；第20个集装箱到海边的距离Z1₂₀＝Δvw1/vw*X1；

流程C4：相邻两个集装箱不在堆场边界上；集装箱调整模块读取集装箱处理模块确定的安全距离记作ΔX2；集装箱调整模块判断相邻两个集装箱的尺寸，集装箱调整模块读取尺寸大的集装箱的高度记作Bh，读取尺寸小的集装箱的长、宽和高分别记作Fl、Fw和Fh；根据比例式2，将相邻两个集装箱确定的安全距离ΔX2调整至Z2,Z2＝ΔX2*Fh/Bh*（Fw*Fl）；例：若集合BB₂中有，40个集装箱，第29个集装箱和第30个集装箱都不在堆场边界上，集装箱调整模块读取集装箱处理模块确定的集合BB₂中第29个和第30个集装箱之间的安全距离记作ΔX2（29～30），集装箱调整模块读取分别读取第29个和第30个集装箱的长宽高；若第29个集装箱的尺寸大于等于第30个集装箱尺寸，则根据比例式2，第30个到第29个集装箱之间的安全距离调整至Z2_{（29～30）}＝ΔX2_{（29～30）}*Fh₂₉/Bh₃₀*（Fw₂₉*Fl₂₉），其中Fh₂₉、Fw₂₉和Fl₂₉分别代表第29个集装箱的高度、宽度和长度，Bh₃₀代表第₃₀个集装箱的高度；若第₂₉个集装箱的尺寸小于第₃₀个集装箱尺寸，则根据比例式2，第30个到第29个集装箱之间的安全距离调整至Z2_{（29～30）}＝ΔX2_{（29～30）}*Fh₃₀/Bh₂₉*（Fw₃₀*Fl₃₀），其中Fh₃₀、Fw₃₀和Fl₃₀分别代表第30个集装箱的高度、宽度和长度，Bh₂₉代表第29个集装箱的高度；

需要说明的是，由上述流程B4可知，集合BB₁～BB_M（流程B4）中对应的集装箱按尺寸大小排序，故第29个集装箱的尺寸大于等于第30个集装箱尺寸；但由图7可知，相同尺寸重量相同的集装箱可以堆叠，故在集合BB₁～BB_M中，可以出现第29个集装箱的尺寸小于第30个集装箱尺寸，但第30个集装箱排在第29个集装箱前的情况，故第29个集装箱的尺寸小于第30个集装箱尺寸的情况，可能出现。

流程C5：集装箱调整模块重复执行上述流程C2～流程C4，直至集合BB₁中所有集装箱的安全距离都被调整；

流程C6：集装箱调整模块重复执行上述流程C2～流程C5，并在集合BB₁中所有集装箱的安全距离都被调整，将集合BB₁依次替换为集合BB₂～BB_M，直至集合BB₁～BB_M所有集装箱的安全距离都被调整。

需要说明的是，若流程C4中的相邻两个集装箱尺寸相同，则Fh/Bh＝1，故Z2＝ΔX2*（Fw*Fl）。

请参阅图8，根据集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围调整相邻两个集装箱之间的安全距离的原理：

如图8所示，集装箱5和集装箱6两个相邻但尺寸不同；其中h5表示集装箱5的高，w5表示集装箱5的宽，m5表示集装箱5的重量；h6表示集装箱6的高，w6表示集装箱6的宽，m6表示集装箱6的重量；X1表示周界安全地带到堆场边界的距离，△X2表示集装箱5和集装箱未调整的安全距离，vw表示集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围；

根据风能公式（风能=0.5*空气密度*时间*受风面积*风速的三次方）、位移公式（位移=速度*时间）和能量公式（能量=力*位移）可得：

E（风）＝0.5*ρρ*t*s*vw³；（公式1）

E（风）＝F（风）*X1；（公式2）

t＝X1/vw；（公式3）

由公式1～公式1可得，F（风）＝0.5*ρρ*s*vw²；其中s表示集装箱6的受风面积；

请参阅3，s＝h6*l6；其中表示集装箱6的长；

根据牛顿定律，要使集装箱在集装箱泄漏后毒气风中扩散或者锂电池集装箱的火灾扩散的侵袭下保持平衡，则风力必须等于集装箱6的最大静摩擦力，即F（风）＝μ*m6*g；进而可以得出：

；

；

（计算式Ⅲ1）；

由计算式Ⅲ1可知，若集装箱在集装箱泄漏后毒气风中扩散或者锂电池集装箱的火灾扩散的侵袭下保持平衡，则风速必须为；将计算式Ⅲ1中得到vw记作Δvw，即/>为Δvw；

根据流体力学定律，流体在流动过程中，动能、压力能和位能之间存在着平衡关系；其中位能指代风的位移；故需调整后的安全距离Z1与X1的比值满足Z1：X1＝Δvw：vw（比例式1）；

根据伯努利定律，在固定海拔的位置，压强与高度和风速成正相关，且流体的静压力与动压力相等，即p＋0.5*ρρ*vw³＋ρρ*g*h＝C（公式4）；其中公式4中的h表示参照高度，C代表常数；

由因为压强的变化会使物体产生升力，F（升）＝ΔP*A（公式5）；其中ΔP表示压力变化，A表示压强变化区域对应的面积；

请参阅图8，结合公式4和公式5可得：

P（A）＋0.5*ρρ*vw³＋ρρ*g*h6＝C＝P（B）＋0.5*ρρ*vw³＋ρρ*g*h5（计算式Ⅲ2）；

F（升）＝（P（A）－P（B））*（w5*l5）（计算式Ⅲ3）；其中l5表示集装箱5的长；

又根据惯性原理，F（升）对集装箱有向内地侧的运动趋势（如图8中的运动趋势：集装箱6向集装箱5）；根据牛顿定律，要抵消F（升）的运动趋势，则未调整的安全距离ΔX2与调整后的安全距离Z的比值为：ΔX2：Z＝1：h5/h6*（l5*w5）（比例式2）。

需要说明的是，上述集装箱处理模块和集装箱调整模块中相邻两个集装箱之间安全距离确定和调整的相关计算，都是假定集装箱为刚体，且能量转换率100%的前提下计算的，但在真实港口的集装箱堆场中，因为存在集装箱固定装置；故在现实生活中，真实需要的集装箱安全距离小于本发明计算的安全距离；故在堆场面积允许的前提下，使用本发明计算出的安全距离，能最大程度减少因集装箱摆放不规范而导致的经济损失。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置，如存在权重系数和比例系数，其设置的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，其特征在于，融合系统包括：

集装箱信息获取模块：用于获取堆场内集装箱编号、集装箱尺寸、集装箱重量以及危险货物的化学名称，得到集装箱基础数据；

集装箱标签生成模块：用于获取堆场的规划信息，对集装箱基础数据进行一次处理，确定集装箱标签和集装箱初步堆放位置；

集装箱处理模块：用于对集装箱基础数据进行二次处理，确定相邻两个集装箱之间的安全距离；

集装箱调整模块：用于获取堆场内的集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，根据集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围动态调整相邻两个集装箱之间的安全距离；

数据库：用于存储读取数据库中堆场的规划信息、物理性质记录信息、堆场的摩擦系数和重力加速度、堆场的第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围、堆场的空气密度和堆场边界到周界安全地带的距离。

2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，其特征在于，所述集装箱信息获取模块的工作流程如下：

集装箱信息获取模块包括图像识别设备，图像识别设备获取集装箱编码和海关检查报告，通过海关检查报告获取危险货物的化学名称；

集装箱信息获取模块包括重力传感器和距离传感器；其中重力传感器获取集装箱的重量，距离传感器获取集装箱的尺寸；

集装箱集合统计方法：集装箱信息获取模块根据集装编号中的箱主码，把同一箱主码对应的所有不同尺寸、重量和化学名称的集装箱记作一个集装箱集合；

集装箱信息获取模块利用集装箱集合统计方法统计所有进入堆场的集装箱信息，得到集装箱集合组，并把集装箱集合组作为集装箱基础数据发送至集装箱标签生成模块和集装箱处理模块。

3.根据权利要求2所述的基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，其特征在于，所述集装箱标签生成模块的工作流程如下：

集装箱标签生成模块提取集装箱集合组中每一集装箱集合中的集装箱个数，记作N；

集装箱标签生成模块提取集装箱集合组中每一集装箱集合对应的箱主码和化学名称，利用哈希函数把箱主码和化学名称转换成11位定长的哈希值，并把哈希值存入集装箱标签；

集装箱标签生成模块初步确定集装箱堆放位置的流程：

流程A1：集装箱标签生成模块读取数据库中物理性质记录信息，并根据化学名称确定货物的化学性质，并统计每组集装箱集合中气态、液态、块状固态和粉末状固态货物对应的集装箱的个数，分别记作Ga、Li、Bs和Ps；

流程A2：集装箱标签生成模块计算液态货物占比，记作Lp，Lp＝Li/N；若集装箱集合对应的Lp≥0.6，则把该集装箱集合划分至近海侧；若集装箱集合对应的Lp＜0.6，则把该集装箱集合划分至内地侧；

流程A3：集装箱标签生成模块计算气态货物和粉末状固态货物占比，记作GPp，GPp＝（Ga＋Ps）/N；若集装箱集合对应的GPp≥0.6，则把该集装箱集合划分至对应存储区的北侧；若集装箱集合对应的GPp＜0.6，则计算块状固态货物占比，记作Bp，Bp＝Bs/N；若0＜Bp≤0.3，则把该集装箱集合划分至对应存储区的南侧；若0.3＜Bp≤0.6，则把该集装箱集合划分至对应存储区的东侧；若0.6＜Bp，则把该集装箱集合划分至对应存储区的西侧；

集装箱标签生成模块重复执行上述流程A1～流程A3，直至集装箱集合组中的所有集装箱集合都被划分存储区。

4.根据权利要求2所述的基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，其特征在于，所述集装箱处理模块的工作流程如下：

流程B1：集装箱处理模块将集装箱集合组，记作BB，统计BB中所有集装箱集合的个数，记作M；得到{BB₁，BB₂，BB₃……BB_M}；

流程B2：集装箱处理模块提取BB中所有集装箱集合中的集装箱个数，记作n；

流程B3：集装箱处理模块提取BB中所有集装箱集合对应的集装箱尺寸和集装箱重量，分别记作l、w、h和m，得到集合Bb₁～Bb_M；

流程B4：集装箱处理模块把上述流程B3得到的集合Bb₁～Bb_M中的所有不同尺寸的集装箱按集装箱尺寸大小升序排列，相同尺寸的集装箱按集装箱重量升序排列；得到重排序后的集合Bb₁～Bb_M，记作集合BB₁～BB_M；

流程B5：基于集合BB₁～BB_M，分别计算各集装箱集合中相同尺寸集装箱的安全距离或不同尺寸集装箱的安全距离。

5.根据权利要求4所述的基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，其特征在于，所述计算集合BB₁～BB_M中相同尺寸集装箱的安全距离或不同尺寸集装箱的安全距离的工作流程如下：

流程B51：集装箱处理模块读取数据库中堆场的摩擦系数和重力加速度，分别记为μ和g；

流程B52：集装箱处理模块从集合BB₁开始，依次读取集合BB₁中相邻两个集装箱的尺寸，并判断相邻两个集装箱的尺寸是否相同，若相同执行流程B53；若不同执行流程B54；

流程B53：相邻两个集装箱的尺寸相同，集装箱处理模块取前者集装箱的高度记为fh，取前者集装箱的重量记为fm，后者集装箱的重量记为bm；安全距离记为X，X＝bm/（fm*μ）*sin45^o*fh；即第n个和第（n+1）个集装箱之间的安全距离X＝bm_n+1/（fm_n*μ）*sin45^o*fh_n；

流程B54：相邻两个集装箱的尺寸不同，集装箱处理模块先判断相邻两个集装箱尺寸的大小；集装箱处理模块取尺寸小的集装箱高度记为fhh，取尺寸小的集装箱的重量记为fmm，尺寸大的集装箱的重量记为bmm；安全距离记为Y，Y＝bmm/（fmm*μ）*sin45^o*fhh；即第n个和第（n+1）集装箱之间的安全距离Y；若第n个尺寸大于第（n+1）集装箱，则Y＝bmm_n+1/（fmm_n*μ）*sin45^o*fhh_n；若第n个尺寸小于第（n+1）集装箱，则Y＝fmm_n/（bmm_n+1*μ）*sin45^o*bhh_n+1；

流程B55：集装箱处理模块重复执行上述流程B52～流程B54，直至集合BB₁中所有集装箱都分配好安全位置；

流程B56：集装箱处理模块重复执行上述流程B52～流程B54，并在集合BB₁中所有集装箱都分配好安全位置后，将集合BB₁依次替换为集合BB₂～BB_M，直至集合BB₁～BB_M所有集装箱都分配好位置。

6.根据权利要求4所述的基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，其特征在于，所述集装箱调整模块的工作流程如下：

集装箱调整模块读取数据库中堆场的第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围；

集装箱调整模块获取堆场内集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散速度，记作vw；

集装箱调整模块判断vw是否在第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围之间；若vw小于等于第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，则无需对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整；若vw大于等于第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围，则集装箱调整模块立刻报警，通知港区工作人员转移集装箱，不对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整；若vw在第一警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围和第二警戒集装箱泄漏后毒气风中扩散速度或者锂电池集装箱的火灾扩散范围之间，则集装箱调整模块对相邻两个集装箱之间的安全距离进行调整。

7.根据权利要求6所述的基于数据驱动的危险货物集装箱堆场的安全风险融合系统，其特征在于，所述集装箱调整模块对相邻两个集装箱之间的安全距离的调整流程如下：

流程C1：集装箱调整模块读取数据库中堆场的空气密度和堆场边界到周界安全地带的距离，分别记为ρρ和X1；

流程C2：集装箱调整模块从上述集合BB₁～BB_M中的集合BB₁开始，从集合BB₁的末尾，依次读取集合BB₁中相邻两个集装箱的尺寸，并判断相邻两个集装箱是否在堆场边界上；若在，则执行流程C3，若不在，则执行流程C4；

流程C3：相邻两个集装箱在堆场边界上；集装箱调整模块读取后者集装箱的重量记作Bm，读取后者集装箱的长和高分别记作Bl和Bw；根据计算式Ⅲ1，计算参考扩散风速Δvw1，将堆场边界到周界安全地带的距离X1调整至Z1，Z1＝Δvw1/vw*X1；

流程C4：相邻两个集装箱不在堆场边界上；集装箱调整模块读取集装箱处理模块确定的安全距离记作ΔX2；集装箱调整模块判断相邻两个集装箱的尺寸，集装箱调整模块读取尺寸大的集装箱的高度记作Bh，读取尺寸小的集装箱的长、宽和高分别记作Fl、Fw和Fh；根据比例式2，将相邻两个集装箱确定的安全距离ΔX2调整至Z2,Z2＝ΔX2*Fh/Bh*（Fw*Fl）；

流程C5：集装箱调整模块重复执行上述流程C2～流程C4，直至集合BB₁中所有集装箱的安全距离都被调整；

流程C6：集装箱调整模块重复执行上述流程C2～流程C5，并在集合BB₁中所有集装箱的安全距离都被调整，将集合BB₁依次替换为集合BB₂～BB_M，直至集合BB₁～BB_M所有集装箱的安全距离都被调整。