一种桥梁防碰撞预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种桥梁防碰撞预警系统，涉及桥梁防护技术领域。该系统的一具体实施方式包括：超高检测单元、偏航检测单元、现场主控单元、水位监测单元和报警单元；超高检测单元基于在桥梁上游方向和下游方向安装的第一激光雷达以探测即将经过桥梁的船只是否超高，并在确定存在超高船只时将相应的超高检测结果向现场主控单元发送；偏航检测单元基于预先安装的第二激光雷达和摄像机以探测即将经过桥梁的船只是否发生偏航，并在确定存在偏航船只时将相应的偏航检测结果向现场主控单元发送；现场主控单元在接收到超高检测结果和/或偏航检测结果之后，控制报警单元发出报警信号。该实施方式能够有效防止桥梁碰撞事件的发生。施方式能够有效防止桥梁碰撞事件的发生。施方式能够有效防止桥梁碰撞事件的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁防碰撞预警系统


[0001]本专利技术涉及桥梁防护
，尤其涉及一种桥梁防碰撞预警系统。

技术介绍

[0002]对于内河航道的桥梁来说，存在着被过往船只碰撞的风险，这种风险对桥梁的结构安全会造成严重影响。目前，不存在自动化的桥梁防碰撞监控和预警系统，桥梁防碰撞主要由桥梁工作人员根据经验完成，由于人工方式对船只高度和航线判断的准确率不高，因此无法杜绝碰撞事件的发生，并且，这种方法难以提前获知船只高度等碰撞相关数据以进行预警。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种集成传感器、自动控制、计算机等技术的桥梁自动化防碰撞预警系统，能够全天候监测桥梁附近船只的高度、航线等相关数据并在存在碰撞风险时进行告警和引导，从而有效防止桥梁碰撞事件的发生。
[0004]为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种桥梁防碰撞预警系统。
[0005]本专利技术实施例的桥梁防碰撞预警系统包括：超高检测单元、偏航检测单元、现场主控单元、水位监测单元和报警单元；所述超高检测单元基于在所述桥梁上游方向和下游方向安装的第一激光雷达以探测即将经过所述桥梁的船只是否超高，并在确定存在超高船只时将相应的超高检测结果向所述现场主控单元发送；其中，第一激光雷达发出平行于水面的激光束，通过判断船只是否触碰所述激光束来检测船只是否超高；所述偏航检测单元基于预先安装的第二激光雷达和摄像机以探测即将经过所述桥梁的船只是否发生偏航，并在确定存在偏航船只时将相应的偏航检测结果向所述现场主控单元发送；所述水位监测单元通过预先安装的水位传感器获取当前水位高度，根据获取到的当前水位高度和所述桥梁的设计高度确定当前实际通航净高数据，并将所述当前实际通航净高数据向所述现场主控单元发送；所述现场主控单元在接收到所述超高检测结果和/或所述偏航检测结果之后，控制所述报警单元发出报警信号；其中，所述报警信号包括以下至少一种：声信号、光信号、无线电信号、图像信号；所述现场主控单元将接收到的所述当前实际通航净高数据向即将经过所述桥梁的船只发送。
[0006]可选地，所述超高检测单元、所述偏航检测单元、所述现场主控单元、所述水位监测单元和所述报警单元属于所述桥梁防碰撞预警系统中的前端子系统；所述桥梁防碰撞预警系统进一步包括云端子系统和用户端子系统；所述前端子系统将采集到的数据上传到所述云端子系统；所述云端子系统对所述前端子系统发送的数据进行存储和备份，并向所述用户端子系统提供现场数据；其中，所述现场数据包括以下至少一种：船只运行状态、桥梁地图信息、设备在线状态、所述桥梁的电子围栏信息、船只超高和偏航的预警监测信息和预警通知信息、违规船只取证信息、通航记录和超高偏航的统计信息。
[0007]可选地，所述桥梁防碰撞预警系统进一步包括船只自动识别系统AIS设备以及甚
高频VHF设备，所述现场主控单元通过所述AIS设备或所述VHF设备与船只通信。
[0008]可选地，第一激光雷达包括安装在所述桥梁上游方向的两个激光雷达和安装在所述桥梁下游方向的两个激光雷达，第一激光雷达安装在所述桥梁的预设预警高度；在任一目标触碰到一个激光雷达发出的激光束时，所述超高检测单元向所述现场主控单元发送第一数据，所述现场主控单元处理第一数据并执行预设策略，以使所述用户端子系统的监控中心显示相应位置的实时画面，用户的移动终端接收到相应的视频链接；在任一目标依次触碰到两个激光雷达发出的激光束时，所述超高检测单元向所述现场主控单元发送所述超高检测结果，所述报警单元使用发声设备进行语音告警、使用显示屏进行图像告警和/或使用发光设备进行光线告警，所述现场主控单元通过所述AIS设备或所述VHF设备向相应船只发送超高报警信号，以防止船只碰撞桥面。
[0009]可选地，所述偏航检测单元在基于第二激光雷达检测到有船只进入到预设的预警区域后，向所述现场主控单元发送偏航检测结果；所述现场主控单元根据该偏航检测结果控制所述报警单元向所述用户端子系统报警并提供相应的视频信息；所述偏航检测单元在基于第二激光雷达检测到有船只进入到预设的报警区域后，向所述现场主控单元发送偏航检测结果；所述现场主控单元根据该偏航检测结果控制所述报警单元使用发声设备进行语音告警、使用显示屏进行图像告警和/或使用发光设备进行光线告警，所述现场主控单元通过所述AIS设备或所述VHF设备向相应船只发送偏航报警信号，以防止船只碰撞桥墩；其中，所述报警区域的重要级别高于所述预警区域。
[0010]可选地，所述现场主控单元将航道上的实体航标和航行控制点的位置数据封装为AIS数据并通过所述AIS设备向外发射，从而将所述实体航标和所述航行控制点模拟为AIS航标，所述AIS航标形成AIS电子围栏；所述AIS设备响应于检测到船只进入所述AIS电子围栏，向所述现场主控单元发送偏航检测结果，所述现场主控单元根据该偏航检测结果控制所述报警单元使用发声设备进行语音告警、使用显示屏进行图像告警和/或使用发光设备进行光线告警，所述现场主控单元通过所述AIS设备或所述VHF设备向相应船只发送偏航报警信号，以避免船只碰撞桥墩。
[0011]可选地，所述现场主控单元通过所述AIS设备获取船只的速度数据；所述现场主控单元在判断任一船只的速度超过预设的安全速度时，控制所述报警单元向该船只发送报警信号，通过所述VHF设备向该船只发送警告语音信号。
[0012]可选地，所述桥梁防碰撞预警系统进一步包括视频监控单元；所述视频监控单元基于预先安装在通航孔和/或桥墩的上游方向和下游方向的摄像机捕获船只的视频信息并存储，以作为取证资料；并记录船只之间的对话录音作为事故调查数据。
[0013]可选地，所述现场主控单元通过所述AIS设备或所述VHF设备向船只发送管制信息、提示信息和/或水文气象信息。
[0014]可选地，所述桥梁防碰撞预警系统进一步包括安装在航道的激光扫描仪，所述激光扫描仪用于获取船只的特征数据，所述特征数据包括以下至少一种：长度、宽度、高度、吃水情况、载重情况。
[0015]根据本专利技术的技术方案，上述专利技术中的实施例具有如下优点或有益效果：
[0016]通过超高检测单元中的第一激光雷达来自动检测船只是否超高，即，第一激光雷达发出平行于水面的激光束，通过判断船只是否触碰所述激光束来检测船只是否超高；使
用偏航检测单元中的第二激光雷达和摄像机来检测船只是否发生偏航而进入预警区域或报警区域；作为控制中枢的现场主控单元在接收到超高检测结果或偏航检测结果时，可以控制报警单元以声信号、光信号、无线电信号、图像信号等方式进行告警，并可以通过AIS设备或VHF设备向相应船只传输报警信息，从而有效防止碰撞事件的发生。本专利技术实施例的桥梁防碰撞预警系统能够自动检测当前水位以计算当前实际通航净高并向船只发送，使船只提前判断是否存在碰撞的可能。此外，本专利技术实施例的桥梁防碰撞预警系统还能够将航道上的实体航标和航行控制点模拟为AIS航标从而形成AIS电子围栏，通过AIS电子围栏实现偏航检测；并且，能够根据AIS信息对船只进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁防碰撞预警系统，其特征在于，包括：超高检测单元、偏航检测单元、现场主控单元、水位监测单元和报警单元；所述超高检测单元基于在所述桥梁上游方向和下游方向安装的第一激光雷达以探测即将经过所述桥梁的船只是否超高，并在确定存在超高船只时将相应的超高检测结果向所述现场主控单元发送；其中，第一激光雷达发出平行于水面的激光束，通过判断船只是否触碰所述激光束来检测船只是否超高；所述偏航检测单元基于预先安装的第二激光雷达和摄像机以探测即将经过所述桥梁的船只是否发生偏航，并在确定存在偏航船只时将相应的偏航检测结果向所述现场主控单元发送；所述水位监测单元通过预先安装的水位传感器获取当前水位高度，根据获取到的当前水位高度和所述桥梁的设计高度确定当前实际通航净高数据，并将所述当前实际通航净高数据向所述现场主控单元发送；所述现场主控单元在接收到所述超高检测结果和/或所述偏航检测结果之后，控制所述报警单元发出报警信号；其中，所述报警信号包括以下至少一种：声信号、光信号、无线电信号、图像信号；所述现场主控单元将接收到的所述当前实际通航净高数据向即将经过所述桥梁的船只发送。2.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警系统，其特征在于，所述超高检测单元、所述偏航检测单元、所述现场主控单元、所述水位监测单元和所述报警单元属于所述桥梁防碰撞预警系统中的前端子系统；所述桥梁防碰撞预警系统进一步包括云端子系统和用户端子系统；所述前端子系统将采集到的数据上传到所述云端子系统；所述云端子系统对所述前端子系统发送的数据进行存储和备份，并向所述用户端子系统提供现场数据；其中，所述现场数据包括以下至少一种：船只运行状态、桥梁地图信息、设备在线状态、所述桥梁的电子围栏信息、船只超高和偏航的预警监测信息和预警通知信息、违规船只取证信息、通航记录和超高偏航的统计信息。3.根据权利要求2所述的桥梁防碰撞预警系统，其特征在于，所述桥梁防碰撞预警系统进一步包括船只自动识别系统AIS设备以及甚高频VHF设备，所述现场主控单元通过所述AIS设备或所述VHF设备与船只通信。4.根据权利要求3所述的桥梁防碰撞预警系统，其特征在于，第一激光雷达包括安装在所述桥梁上游方向的两个激光雷达和安装在所述桥梁下游方向的两个激光雷达，第一激光雷达安装在所述桥梁的预设预警高度；在任一目标触碰到一个激光雷达发出的激光束时，所述超高检测单元向所述现场主控单元发送第一数据，所述现场主控单元处理第一数据并执行预设策略，以使所述用户端子系统的监控中心显示相应位置的实时画面，用户的移动终端接收到相应的视频链接；在任一目标依次触碰到两个激光雷达发出的激光束时，所述超高检测单元向所述现场主控单元发送所述超高检测结果，所述报警单元使用发声设备进行语音告警、使用显示屏进行图像告...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正虎，钱奕宁，徐剑辉，姚未正，杜晓鹏，章恒，胡志强，李岩，马好宾，
申请(专利权)人：宁波上航测绘有限公司，
类型：发明
国别省市：