一种船-桥避碰主动防撞智能预警系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种船‑桥避碰主动防撞智能预警系统，包含：船舶航行信息采集模块，采集、广播船舶的动态、静态信息；船‑桥碰撞风险测度模块，其根据船舶的动态信息、船舶撞桥风险判定模型计算该桥区水域内的船‑桥碰撞风险；碰撞风险智能预警模块，根据桥区水域内的船‑桥碰撞风险，为该桥区水域禁止通航区域内船舶进行防撞预警，为带来桥墩高碰撞风险的船舶进行防撞预警；海图信息生成模块，根据船舶的动态信息和静态信息、预先采集的桥区水域地理信息生成电子海图，并在电子海图显示桥区禁止通航水域、船舶的动态信息和静态信息、船舶的预警等级。本发明专利技术还提供一种船‑桥避碰主动防撞智能预警方法。

【技术实现步骤摘要】
一种船-桥避碰主动防撞智能预警系统及方法
本专利技术涉及船舶航行主动避碰
，特别涉及一种船-桥避碰主动防撞智能预警系统及方法。
技术介绍
近年来,随着我国经济的快速发展,航道上修建了大量的跨江跨海桥梁，桥梁密度不断增大，航道等级逐渐提高，船舶交通流量迅速增加，船撞桥事故时有发生。国际上关于船桥碰撞问题的研究始于20世纪60年代末，1980年美国阳光大桥被撞塌事件，引起了国际工程界的高度重视。1995年，航运界第一次组织国际性的船桥碰撞问题专题研究——PIANC成立了第19工作小组专门从事船桥碰撞事故的研究工作，并将船舶撞桥事故的原因归结为三大类：驾驶员与引航员的操作失误、机械故障、自然环境。现有技术中，关于船-桥防碰撞的研究有实船试验方法、水池模型试验方法、被动防撞试验方法、主动防撞试验方法等。目前，国内在桥梁防船撞安全监测的研究中，以被动防撞措施研究及主动防撞措施研究为主要研究方向。被动式防撞即在桥梁设置若干防撞装置，防止船舶撞击力超过桥墩的承受能力，以保护桥梁的结构安全。被动防船撞主要是保护桥梁安全，没有考虑对船舶的保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船-桥避碰主动防撞智能预警系统，其特征在于，包含：/n船舶航行信息采集模块，实时采集、广播桥区水域船舶的动态信息、静态信息；船-桥碰撞风险测度模块，通讯连接所述船舶航行信息采集模块，其根据船舶的动态信息计算得到船舶的船-桥最小会遇时间、船-桥最近会遇距离，基于船舶撞桥风险判定模型计算得到所述桥区水域内的船-桥碰撞风险；所述船舶撞桥风险判定模型包括禁止通航区域闯入风险判定模型和船舶碰撞桥墩风险判定模型；/n碰撞风险智能预警模块，其通讯连接所述船-桥碰撞风险测度模块、船舶航行信息采集模块，根据所述桥区水域内的船-桥碰撞风险为该桥区水域禁止通航区域内船舶进行防撞预警，为带来桥墩高碰撞风险的船...

【技术特征摘要】
1.一种船-桥避碰主动防撞智能预警系统，其特征在于，包含：
船舶航行信息采集模块，实时采集、广播桥区水域船舶的动态信息、静态信息；船-桥碰撞风险测度模块，通讯连接所述船舶航行信息采集模块，其根据船舶的动态信息计算得到船舶的船-桥最小会遇时间、船-桥最近会遇距离，基于船舶撞桥风险判定模型计算得到所述桥区水域内的船-桥碰撞风险；所述船舶撞桥风险判定模型包括禁止通航区域闯入风险判定模型和船舶碰撞桥墩风险判定模型；
碰撞风险智能预警模块，其通讯连接所述船-桥碰撞风险测度模块、船舶航行信息采集模块，根据所述桥区水域内的船-桥碰撞风险为该桥区水域禁止通航区域内船舶进行防撞预警，为带来桥墩高碰撞风险的船舶进行防撞预警；
海图信息生成模块，其通讯连接所述船舶航行信息采集模块、船-桥碰撞风险测度模块、碰撞风险智能预警模块，根据船舶的动态信息和静态信息、预先采集的桥区水域地理信息生成电子海图，并在所述电子海图显示桥区禁止通航水域、船舶的预警等级。


2.如权利要求1所述的船-桥避碰主动防撞智能预警系统，其特征在于，所述静态信息包含船舶呼号、船名、船舶类型；所述动态信息包含船舶航向、船舶航速、船舶位置。


3.如权利要求2所述的船-桥避碰主动防撞智能预警系统，其特征在于，所述船舶航行信息采集模块包含设置在船舶上的AIS系统，所述AIS系统包含：
GPS接收机，用于获取船舶航向、航速，并接收UTC时间信号进行时间同步；
电罗经，用于获取船舶位置；
无线电发射应答器，用于按照设定的时间间隔广播船舶静态信息、GPS接收机采集的船舶航向与航速、电罗经采集的船舶位置，并接受其他船舶发送的航向、航速、船舶位置。


4.如权利要求1所述的船-桥避碰主动防撞智能预警系统，其特征在于，所述船舶航行信息采集模块还包含雷达，其设置在桥区沿岸，通过雷达回波采集桥区水域船舶的航向、航速、船舶位置并发送给所述船-桥碰撞风险测度模块。


5.如权利要求1所述的船-桥避碰主动防撞智能预警系统，其特征在于，所述禁止通航区域闯入风险判定模型为：



其中，为人工对桥区禁止通航水域划定的第i禁止通航区域相对被监测的第j船的闯入风险，Ptj(lat,lon)为第j船的经纬度坐标，Areai为所述第i禁止通航区域的范围；若第j船出现在禁止通航区域i中，则为1，否则为0；
第i禁止通航区域的船舶闯入风险为所有船舶闯入第i禁止通航区域的风险之和：



所述船舶碰撞桥墩风险评判模型为：



其中：为第l桥墩被第j船碰撞的风险，其值为0或1；Vj为第j船的航速；Disl,j为桥区水域第l桥墩与第j船之间的距离，Diswarning为桥墩与船舶之间距离的预警阈值；TCPAl,j表示桥区水域第l桥墩与第j船的船-桥最小会遇时间，TCPAwarning为桥墩与船舶的最小会遇时间预警阈值；DCPAl,j表示桥区水域...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑剑，胡嘉茵，黄常海，陈亮，李芸，闫明，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31