一种智能化桥梁主动防撞预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其包括AIS装置分别设置在桥梁、船舶上，用于获取船舶的航行信息；激光雷达设置在桥梁上，用于实时监测船舶与桥梁之间的距离以及船舶的船体三维信息；热成像摄像机设置在桥梁上，用于实时监测船舶在水面上的实际高度信息；预判单元设置在桥梁上，用于根据船舶的相关信息和储存的桥梁信息进行桥梁防撞预判，并给出安全指引信息；报警单元分别设置在桥梁、船舶上，用于根据桥梁防撞预判对船舶进行警示，并将安全指引信息发送到船舶。本发明专利技术利用雷达技术、热成像结合AIS技术对桥区通航船舶的航行状态进行监测，并给出安全指引信息，避免船舶撞击桥梁，最大程度减少事故发生，保障桥梁的安全。桥梁的安全。桥梁的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化桥梁主动防撞预警系统


[0001]本专利技术涉及桥梁安防预警
，特别是涉及一种智能化桥梁主动防撞预警系统。

技术介绍

[0002]随着近年来我国交通事业的快速发展，许多跨江跨河特大桥已经建成或正在拟建，与此同时跨桥船只的密度、尺寸、吨位也大幅增加，桥梁在设计建设中不可避免的要跨越繁忙的航道，但是船舶大型化对跨河桥梁带来的安全风险日益加剧，特别是内河高等级航道，由于水上交通繁忙、船舶载重量大、通航环境复杂，船舶与桥梁碰撞的安全隐患尤为突出，鉴于船舶载重量相对较大，驾驶操控灵活度较低，一旦与桥梁相撞，容易造成桥梁损坏、甚至垮塌等严重事故。
[0003]现有的相关技术中，船舶桥梁防撞装置主要分为主动式和被动式两种；其中，被动式防撞装置，如通过消减船撞力来抵受船舶的撞击或者将船撞力全部在桥墩外承受，而被动式防撞设备又存在造价高、施工负责、主动预警能力缺乏等问题，仅通过被动防撞实际上无法满足安全要求的难题，一旦发生船撞事故，只能被动依靠防撞桩和桥梁支柱的强硬度来抗击和抵消撞击伤害，但是这种解决问题措施的缺点是无法提前规避风险，无论防撞结果如何都会造成船体和桥梁损伤、效果差，危害大。然而，目前使用的主动式防撞装置，也普遍存在风险类别识别种类少、受环境限制大、识别准确率不稳定、自动化程度不高等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：现有技术中的桥梁主动防撞系统存在风险类别识别种类少、受环境限制大、识别准确率不稳定、自动化程度不高，不能提高安全指引信息来引导船舶安全通过桥梁的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种智能化桥梁主动防撞预警系统，包括：
[0006]AIS装置，分别设置在桥梁、船舶上，用于获取船舶的航行信息；
[0007]激光雷达，设置在桥梁上，用于实时监测船舶与桥梁之间的距离以及船舶的船体三维信息；
[0008]热成像摄像机，设置在桥梁上，用于实时监测船舶在水面上的实际高度信息；
[0009]预判单元，设置在桥梁上，用于根据船舶的航行信息、实际高度、船体三维信息和储存的桥梁信息进行桥梁防撞预判，并给出安全指引信息；
[0010]报警单元，分别设置在桥梁、船舶上，用于根据桥梁防撞预判对船舶进行警示，并将安全指引信息发送到船舶。
[0011]进一步的，所述船舶的航行信息包括：船舶的船宽、航向、航速和转向率；
[0012]所述预判单元包括：
[0013]采集模块，分别与所述AIS装置、激光雷达、热成像摄像机连接，用于检测到的信息；
[0014]处理模块，与所述采集模块连接，用于对采集到的数据进行处理和分析后作出预判，并给出安全指引信息。
[0015]进一步的，所述处理模块用于根据船舶的宽度与桥梁的信息判断船舶能否通过桥梁；
[0016]当船舶的宽度超过桥梁的限制通过宽度，所述处理模块给出船舶不能通过桥梁的预判；
[0017]当船舶的宽度未超过桥梁的限制通过宽度，则所述处理模块给出船舶满足通过桥梁的第一条件。
[0018]进一步的，当船舶满足通过桥梁的第一条件后，所述处理模块用于根据船舶的实际高度与桥梁的信息判断船舶能否通过桥梁；
[0019]当船舶的实际高度超过桥梁的限制通过高度，所述处理模块给出船舶不能通过桥梁的预判；
[0020]当船舶的实际高度未超过桥梁的限制通过高度，则所述处理模块给出船舶满足通过桥梁的第二条件。
[0021]进一步的，当船舶依次满足通过桥梁的第一条件和第二条件后，所述处理模块用于根据船舶原有的航向与桥梁的信息判断是否给出船舶作出调整的安全指引信息；
[0022]当所述处理模块预判到船舶按照原有的航向航行不会撞到桥梁时，所述处理模块无需给出船舶作出调整的安全指引信息；
[0023]当所述处理模块预判到船舶按照原有的航向航行会撞到桥梁时，则所述处理模块根据船舶与桥梁的直线距离来选择是否准备调整船舶转向率。
[0024]进一步的，当所述处理模块预判到船舶按照原有的航向航行会撞到桥梁时，所述处理模块用于根据船舶与桥梁的直线距离来选择是否准备调整船舶转向率；其中，
[0025]所述处理模块用于设定船舶与桥梁的直线距离S0，所述采集模块用于实时采集船舶与桥梁的直线距离为
△
S，所述处理模块还用于判断实时采集到的船舶与桥梁的直线距离为
△
S是否大于船舶与桥梁的直线距离S0，并根据判断结果给出是否调整船舶转向率
△
L：
[0026]当
△
S＞S0时，所述处理模块不对船舶转向率
△
L进行调整；
[0027]当
△
S≤S0时，则所述处理模块对船舶转向率
△
L进行调整。
[0028]进一步的，当
△
S≤S0，对船舶转向率
△
L进行调整时，所述采集模块用于根据采集到的船舶与桥梁的直线距离
△
S调整船舶转向率
△
L；其中，
[0029]所述处理模块用于预设第一预设船舶与桥梁的直线距离S1、第二预设船舶与桥梁的直线距离S2、第三预设船舶与桥梁的直线距离S3和第四预设船舶与桥梁的直线距离S4，且S0＞S1＞S2＞S3＞S4；所述处理模块还用于预设第一预设船舶转向率调节系数x1、第二预设船舶转向率调节系数x2、第三预设船舶转向率调节系数x3和第四预设船舶转向率调节系数x4，且1＜x1＜x2＜x3＜x4＜1.3；
[0030]所述处理模块用于根据实时采集到的船舶与桥梁的直线距离
△
S与各预设船舶与桥梁的直线距离Si之间的关系调整船舶转向率：
[0031]当S1＞
△
S≥S2时，选定所述第一预设船舶转向率调节系数x1对船舶转向率进行调整，调整后的船舶转向率为
△
L＊x1；
[0032]当S2＞
△
S≥S3时，选定所述第二预设船舶转向率调节系数x2对船舶转向率进行调整，调整后的船舶转向率为
△
L＊x2；
[0033]当S3＞
△
S≥S4时，选定所述第三预设船舶转向率调节系数x3对船舶转向率进行调整，调整后的船舶转向率为
△
L＊x3；
[0034]当S4＞
△
S时，选定所述第四预设船舶转向率调节系数x4对船舶转向率进行调整，调整后的船舶转向率为
△
L＊x4。
[0035]进一步的，在选定第i预设船舶转向率调节系数xi对船舶转向率进行调整，并获取调整后的船舶转向率为
△
L＊xi后，i＝1，2，3，4，包括：
[0036]所述采集模块用于实时采集船舶的航速
△
A，所述处理模块用于预设船舶的航速A1、第二预设船舶的航速A2、第三预设船舶的航速A3和第四预设船舶的航本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其特征在于，包括：AIS装置，分别设置在桥梁、船舶上，用于获取船舶的航行信息；激光雷达，设置在桥梁上，用于实时监测船舶与桥梁之间的距离以及船舶的船体三维信息；热成像摄像机，设置在桥梁上，用于实时监测船舶在水面上的实际高度信息；预判单元，设置在桥梁上，用于根据船舶的航行信息、实际高度、船体三维信息和储存的桥梁信息进行桥梁防撞预判，并给出安全指引信息；报警单元，分别设置在桥梁、船舶上，用于根据桥梁防撞预判对船舶进行警示，并将安全指引信息发送到船舶。2.根据权利要求1所述的一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其特征在于，所述船舶的航行信息包括：船舶的船宽、航向、航速和转向率；所述预判单元包括：采集模块，分别与所述AIS装置、激光雷达、热成像摄像机连接，用于检测到的信息；处理模块，与所述采集模块连接，用于对采集到的数据进行处理和分析后作出预判，并给出安全指引信息。3.根据权利要求2所述的一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其特征在于，所述处理模块用于根据船舶的宽度与桥梁的信息判断船舶能否通过桥梁；当船舶的宽度超过桥梁的限制通过宽度，所述处理模块给出船舶不能通过桥梁的预判；当船舶的宽度未超过桥梁的限制通过宽度，则所述处理模块给出船舶满足通过桥梁的第一条件。4.根据权利要求3所述的一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其特征在于，当船舶满足通过桥梁的第一条件后，所述处理模块用于根据船舶的实际高度与桥梁的信息判断船舶能否通过桥梁；当船舶的实际高度超过桥梁的限制通过高度，所述处理模块给出船舶不能通过桥梁的预判；当船舶的实际高度未超过桥梁的限制通过高度，则所述处理模块给出船舶满足通过桥梁的第二条件。5.根据权利要求4所述的一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其特征在于，当船舶依次满足通过桥梁的第一条件和第二条件后，所述处理模块用于根据船舶原有的航向与桥梁的信息判断是否给出船舶作出调整的安全指引信息；当所述处理模块预判到船舶按照原有的航向航行不会撞到桥梁时，所述处理模块无需给出船舶作出调整的安全指引信息；当所述处理模块预判到船舶按照原有的航向航行会撞到桥梁时，则所述处理模块根据船舶与桥梁的直线距离来选择是否准备调整船舶转向率。6.根据权利要求5所述的一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其特征在于，当所述处理模块预判到船舶按照原有的航向航行会撞到桥梁时，所述处理模块用于根据船舶与桥梁的直线距离来选择是否准备调整船舶转向率；其中，所述处理模块用于设定船舶与桥梁的直线距离S0，所述采集模块用于实时采集船舶与
桥梁的直线距离为
△
S，所述处理模块还用于判断实时采集到的船舶与桥梁的直线距离为
△
S是否大于船舶与桥梁的直线距离S0，并根据判断结果给出是否调整船舶转向率
△
L：当
△
S＞S0时，所述处理模块不对船舶转向率
△
L进行调整；当
△
S≤S0时，则所述处理模块对船舶转向率
△
L进行调整。7.根据权利要求6所述的一种智能化桥梁主动防撞预警系统，其特征在于，当
△
S≤S0，对船舶转向率
△
L进行调整时，所述采集模块用于根据采集到的船舶与桥梁的直线距离
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绮里，陈蔡辉，薛晓丹，徐敏，潘宸，杨健，潘杨，徐静，殷云峰，杨斌，季佳根，王院生，马建新，周鹭，陈浩亮，
申请(专利权)人：华能国际电力江苏能源开发有限公司南通电厂，
类型：发明
国别省市：