一种用于桥梁防船撞的方法及其激光幕系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于桥梁防船撞的方法及其激光幕系统，在桥梁的船只禁行区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；在桥梁的船只通行区域内，在平行船只航行方向的桥梁顶面上扫射激光形成通行激光幕，在平行船只航行方向的桥梁侧面上扫射激光形成通行激光幕；在桥梁的船只通行区域与船只禁行区域或其他船只通行区域之间的间隔区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；禁行激光幕的颜色与通行激光幕的不同。船只不能通行的区域需要形成禁行激光幕，在视觉上警示船只；而在船只通行区域内，所形成的通行激光幕显示出通行区域的最大高度和最大宽度，帮助船只安全航行，且由于激光颜色不同使不同区域有所区分。

A method and laser screen system for preventing ship collision of bridge

【技术实现步骤摘要】
一种用于桥梁防船撞的方法及其激光幕系统
本专利技术涉及桥梁防撞领域，更具体地，涉及一种用于桥梁防船撞的方法及其激光幕系统。
技术介绍
伴随着船舶运输业的迅猛发展，越来越多的跨江桥梁建设对我国经济发展具有极大的促进作用。但同时由于桥区水域通航环境复杂，往往成为水上交通事故多发地带，带来巨大的人员、经济、环境等方面的损失。近年来，通航桥梁结构倒塌的事故屡见不鲜，均引发了社会舆论的持续关注，在造成巨大经济损失的同时也给管理部门带来了巨大的压力。作为重要的基础设施，桥梁在国民经济中发挥着巨大的作用，保证其安全运营的意义重大，对于航道桥梁，桥梁船撞安全是必须重点考虑的安全问题。为避免桥梁船撞事故，保证桥梁的安全运营，桥梁管理单位通常会对桥梁施加防船撞措施，这些措施根据原理可分为主动防船撞措施和被动防船撞措施。桥梁被动防撞，通过设置桥墩橡胶护舷或防撞墩等设施，减轻船舶撞击桥梁的作用，其防撞效果可靠，但其缺点是价格昂贵，对于营运桥梁适应性较差。近年来为了避免桥梁受到船舶撞击发生灾难性的后果，逐渐兴起了采用防船撞预警及监测系统的桥梁主动防撞措施，与造价昂贵的被动防撞措施相比，主动防撞措施在经济上优势明显，同时通过对风险船舶的主动预警，可以有效降低船撞概率，因此主动防撞措施得到了政策上的大力支持，技术发展迅速。对于船撞桥的事故，可以分为船舶偏航撞击桥墩和超高船舶撞击主梁两类。目前，桥梁主动防撞系统在监测到偏航船舶或超高船舶后，通过广播、AIS、声光报警等手段传送给过往船只，提示其采取合理措施避免撞桥事故。但是，大量事故统计资料表明，船撞事故发生的原因主要为人为失误、技术故障和恶劣气候环境等，现有的预警提醒手段在人为疏忽或船舶拥挤等情况下效果有限，预警的区分度和警示性不明显，视觉冲击力不强。此外，对于超高船舶撞桥事故，多为桅杆或输送带等细长构件等超过桥梁通航高度，受制于目前的激光雷达或微波雷达对细长构件的探测精度，桥梁主动防撞系统对超高船舶预警的误报警率较高，经济合理的超高船舶检测和预警技术仍是目前的研究重点。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于桥梁防船撞的方法及其激光幕系统，以经济合理的方式改善提高桥梁主动防撞系统的预警提醒效果。一种用于桥梁防船撞的方法，在桥梁的船只禁行区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；在桥梁的船只通行区域内，在平行船只航行方向的桥梁顶面上扫射激光形成通行激光幕，在平行船只航行方向的桥梁侧面上扫射激光形成通行激光幕；在桥梁的船只通行区域与船只禁行区域或其他船只通行区域之间的间隔区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；所述禁行激光幕的激光颜色与所述通行激光幕的激光颜色不相同。船只禁行区域和间隔区域均为船只不能通行的区域，因此在这两个区域内通过在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕，所形成的禁行激光幕在视觉上能够警示船只不向船只禁行区域和间隔区域行驶；其次，在一个船只通行区域内，平行船只航行方向的桥梁顶面的高度为通行区域的最大高度，平行船只航行方向的桥梁侧面之间的宽度为通行区域的最大宽度，通过激光器的扫射形成通行激光幕，所形成的通行激光幕在视觉上能够帮助船只在船只通行区域中安全航行，且由于禁行激光幕的激光颜色与通行激光幕的激光颜色不相同，船只在航行时能够分辨出船只禁行区域和船只通行区域，避免了船只撞向桥梁的意外发生。通过扫射的方式来形成激光幕，有别于现有的灯光照射或激光通过光栅形成固定光幕的方式，现有的投光的方式，只能照亮桥梁的固定建筑物的结构，但无法在桥洞等地方形成光照。而扫射的激光能够在水面形成的水蒸气中形成侧面能够明显观察到的光幕，这样不仅能够覆盖桥梁结构，还能在桥洞等空间中形成覆盖，这样从远处就能够分辨出禁行区域和通行区域，起到提前警示的作用，大大提高通行的安全性。进一步，在扫射激光形成所述禁行激光幕时，在扫射激光形成所述禁行激光幕时，每一个所述禁行激光幕均由至少一个固定在对应扫射平面的某一点的激光器以特定角度扫射形成；在扫射激光形成所述通行激光幕时，一部分所述通行激光幕由至少一个固定在通行区域的桥梁顶面的某一点的激光器以特定角度扫射形成，另一部分所述通行激光幕由至少一个固定在通行区域的桥梁侧面的某一点的激光器以特定角度扫射形成，通过所述通行激光幕可显示出通行区域的外表面轮廓。通过固定在扫射平面的某一点的激光器以特定角度扫射激光，形成禁行激光幕和通行激光幕；在两个垂直船只航行方向的桥体侧面上均形成禁行激光幕，由至少一个固定在扫射平面的激光器扫射形成，船只无论从桥梁哪一个桥体侧面通过，都能够看到进行激光幕的警示；通行激光幕通过固定在通行区域的桥梁顶面和桥梁侧面的激光器扫射形成，通过该通行激光幕可显示出通行区域的桥梁外表面轮廓，具有示廓作用，引导船只看清通行区域的轮廓，避免撞向非通行区域的其他区域；通过固定禁行激光器或通行激光器在某一点以特定角度进行扫射形成激光幕，是更加方便快捷的方法，且如上所述，通过扫射方式形成的激光幕效果更好。进一步，在所述船只通行区域的桥梁顶面上和通行区域的桥梁侧面上，都至少固定有一个激光器靠近垂直船只航行方向的两个桥体侧面，激光器的扫射方向面向航行方向。固定激光器在靠近垂直船只航行方向的桥体侧面，能够在两个平行船只航行方向的桥梁侧面上均形成面向航行方向通行激光幕，船只无论从哪一个桥体侧面通过船只通行区域都能够在激光照射下直接看到通行激光幕的提示。激光器的扫射方向面向航行方向，激光的定向性能够照射很远，面向航行方向照射，这样驾驶员就能够从很远的位置辨认出通行区域的界限。并且扫射的方式，并不会长时间的照射船只，这样就不会导致亮度过高而无法辨认具体的界限。进一步，在所述船只禁行区域内，所述激光器的扫射角度为α，在所述间隔区域内，所述激光器的扫射角度为β，且α≠β，α/β的角度一般选择在3～10°之间。由于船只禁行区域与间隔区域的宽度和高度不同，因此在这两个不同区域的激光器扫射角度也有不同，才能更好地适应区域的宽高度形成禁行激光幕。进一步，在所述船只通行区域内，在所述桥梁顶面设置的激光器的扫射角度为γ，在所述桥梁侧面设置的激光器的扫射角度为δ，且γ≠δ，γ/δ的角度一般选择在3～10°之间。由于通行区域内的桥梁顶面和桥梁侧面的宽度和长度不同，因此激光器在安装的位置上有所不同，因此在这两个面上激光器扫射角度也有不同，才能更好地适应通行区域的桥梁顶面和桥梁侧面的长宽度形成通行激光幕。一种用于桥梁防船撞的激光幕系统，包括禁行激光器、通行激光器、控制系统和桥梁本体，所述桥梁本体包括船只禁行区域、船只通行区域、间隔区域和两个垂直船只航行方向的桥体侧面，所述间隔区域为船只通行区域与船只禁行区域或其他船只通行区域之间的区域；在所述船只禁行区域内，在两个所述桥体侧面上设置所述禁行激光器，通过禁行激光器在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；在所述间隔区域内，在两个所述桥体侧面上设置所述禁行激光器，通过禁行激光器在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于桥梁防船撞的方法，其特征在于，在桥梁的船只禁行区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；在桥梁的船只通行区域内，在平行船只航行方向的桥梁顶面上扫射激光形成通行激光幕，在平行船只航行方向的桥梁侧面上扫射激光形成通行激光幕；在桥梁的船只通行区域与船只禁行区域或其他船只通行区域之间的间隔区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；所述禁行激光幕的激光颜色与所述通行激光幕的激光颜色不相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于桥梁防船撞的方法，其特征在于，在桥梁的船只禁行区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；在桥梁的船只通行区域内，在平行船只航行方向的桥梁顶面上扫射激光形成通行激光幕，在平行船只航行方向的桥梁侧面上扫射激光形成通行激光幕；在桥梁的船只通行区域与船只禁行区域或其他船只通行区域之间的间隔区域内，在垂直船只航行方向的平面上扫射激光形成禁行激光幕；所述禁行激光幕的激光颜色与所述通行激光幕的激光颜色不相同。


2.根据权利要求1所述的用于桥梁防船撞的方法，其特征在于，在扫射激光形成所述禁行激光幕时，每一个所述禁行激光幕均由至少一个固定在对应扫射平面的某一点的激光器以特定角度扫射形成；在扫射激光形成所述通行激光幕时，一部分所述通行激光幕由至少一个固定在通行区域的桥梁顶面的某一点的激光器以特定角度扫射形成，另一部分所述通行激光幕由至少一个固定在通行区域的桥梁侧面的某一点的激光器以特定角度扫射形成，通过所述通行激光幕可显示出通行区域的外表面轮廓。


3.根据权利要求2所述的用于桥梁防船撞的方法，其特征在于，在所述船只通行区域的桥梁顶面上和通行区域的桥梁侧面上，都至少固定有一个激光器靠近垂直船只航行方向的两个桥体侧面，激光器的扫射方向面向航行方向。


4.根据权利要求1～3任一项所述的用于桥梁防船撞的方法，其特征在于，在所述船只禁行区域内，所述激光器的扫射角度为α，在所述间隔区域内，所述激光器的扫射角度为β，且α≠β。


5.根据权利要求1～3任一项所述的用于桥梁防船撞的方法，其特征在于，在所述船只通行区域内，在所述桥梁顶面设置的激光器的扫射角度为γ，在所述桥梁侧面设置的激光器的扫射角度为δ，且γ≠δ。


6.一种用于桥梁防船撞的激光幕系统，其特征在于，包括禁行激光器、通行激光器、控制系统和桥梁本体，所述桥梁本体包括船只禁行区域、船只通行区域、间隔区域和两个垂直船只航行方向的桥体侧面，所述间隔区域为船只通行区域与船只禁行区域或其他船只通行区域之间的区域；在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏斌，刘仕顺，王勇平，陈映贞，陈兵，张欣，
申请(专利权)人：广东交科检测有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44