【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水上交通安全，具体涉及一种桥梁监测预警方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、桥梁设施在促进社会经济发展、完善交通运输体系、优化综合运输网络、推进交通强国建设方面发挥了不可替代的作用。然而，水路运输的发展，船舶流量不断增加，船舶大型化发展趋势也越来越明显，增大了桥梁碰撞事故发生的概率，给桥梁自身的健康运营和桥区水域的通航安全造成了重大隐患，亟需解决桥梁安全监测与智能预警关键技术，保障桥梁的安全运营。
2、目前，针对桥梁安全监管和智能预警的研究主要集中在桥梁防船撞方面，缺少对桥区水域通航目标的精准识别与动态跟踪的方案，无法对通航目标的超高、偏航及超限速等危险行为进行监控和研判，进而无法实现在事故发生之前智能给出精准、及时的预警信息，保障桥梁水域的通航安全。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种桥梁监测预警方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术无法对通航目标的超高、偏航及超限速等危险行为进行监控和研判，进而无法实现在事故发生之前智能给出精准且及时的预警信息的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种桥梁监测预警方法，包括：
3、获取基于桥梁结构参数布设的前端感知设备采集的桥区水域感知信息，以及获取桥梁结构及规范信息；
4、对所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息进行预处理，得到桥区水域的多源实时通航数据集；所述多源实时通航数据集，包括：所述桥区水域的通航目标对应的监测视频图像、雷达数
5、将所述监测视频图像输入至预设的桥区水域目标识别模型，得到第一识别结果；所述第一识别结果用于表征所述通航目标是否超过桥梁净空高度；
6、基于所述雷达数据确定所述通航目标的位置、航速及航向，并将所述通航目标的位置、航速及航向与所述ais数据进行比对，得到第二识别结果和第三识别结果；所述第二识别结果用于表征所述通航目标是否超过所述桥区水域的限速范围，所述第三识别结果用于表征所述通航目标是否偏航；
7、基于所述第一识别结果，所述第二识别结果和所述第三识别结果，确定对应的分级预警策略；
8、其中，所述桥区水域目标识别模型，是基于如下步骤训练得到：
9、获取训练用的桥区通航目标监测视频图像，基于所述训练用的桥区通航目标监测视频图像，对基于yolo网络和deepsort构建的图像识别算法模型进行训练，得到桥区水域目标识别模型。
10、进一步地，桥梁监测预警方法，还包括：
11、获取桥梁的结构监测数据，基于所述桥梁的结构监测数据，确定所述桥梁的结构状况；
12、获取所述桥梁的设计参数、运行规则以及通航标准，基于所述桥梁的设计参数、所述运行规则、所述通航标准，以及所述桥梁的结构状况，确定所述桥梁的健康状态；
13、在基于所述桥梁的健康状态，确定所述桥梁存在结构损伤和/或性能退化危险的情况下，进行预警。
14、进一步地，所述对所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息进行预处理，得到桥区水域的多源实时通航数据集，包括：
15、删除所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息中重复采样的数据，得到第一数据；
16、对所述第一数据进行去噪处理，得到第二数据；
17、对所述第二数据进行降维处理，以将所述第二数据中的多源异构数据进行融合，得到第三数据；
18、获取桥水区域二次采样的桥区水域感知信息，基于所述桥水区域二次采样的桥区水域感知信息对第三数据中的缺失数据进行插值补齐，得到多源实时通航数据集。
19、进一步地，所述删除所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息中重复采样的数据，得到第一数据，包括：
20、以所述桥区水域感知信息的数据采样时间为索引，依次遍历所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息中的各要素数据，并删除重复采样的数据，得到第一数据。
21、进一步地，所述对所述第一数据进行去噪处理，得到第二数据，包括：
22、基于所述第一数据中各要素数据的属性特征和取值范围，确定去噪阈值；
23、基于所述去噪阈值，去除所述第一数据中的噪声数据，得到第二数据。
24、进一步地，所述基于所述训练用的桥区通航目标监测视频图像，对基于yolo网络和deepsort构建的图像识别算法模型进行训练，得到桥区水域目标识别模型，包括：
25、对所述训练用的桥区通航目标监测视频图像进行数字化处理，得到数字矩阵；
26、对所述数字矩阵进行去噪和增强处理，得到去噪增强后的数字矩阵；
27、将所述去噪增强后的数字矩阵分割成互不重叠且分别具有各自特征的区域，得到训练集；
28、将所述训练集输入至基于yolo网络和deepsort构建的图像识别算法模型，以对所述图像识别算法模型进行训练，得到桥区水域目标识别模型。
29、进一步地，所述基于所述第一识别结果，所述第二识别结果和所述第三识别结果，确定对应的分级预警策略，包括：
30、在基于所述第一识别结果确定所述通航目标超过桥梁净空高度，基于所述第二识别结果确定所述通航目标超过桥区水域的限速范围，或者基于所述第三识别结果确定所述通航目标偏航的情况下，发送第一预警信息至所述通航目标和监管终端；
31、在发送所述第一预警信息至所述通航目标后，再次确定所述通航目标在当前时刻超过所述桥梁净空高度，所述通航目标在当前时刻超过所述桥区水域的限速范围，或者所述通航目标在当前时刻偏航的情况下，发送第二预警信息至所述通航目标和所述监管终端；
32、在发送所述第二预警信息至所述通航目标后，再次确定所述通航目标在当前时刻超过所述桥梁净空高度，所述通航目标在当前时刻超过所述桥区水域的限速范围，或者所述通航目标在当前时刻偏航的情况下，发送第三预警信息至所述通航目标和所述监管终端，且保存所述通航目标在当前时刻对应的桥区水域感知信息。
33、本专利技术还提供一种桥梁监测预警装置，包括：
34、获取模块，用于获取基于桥梁结构参数布设的前端感知设备采集的桥区水域感知信息，以及获取桥梁结构及规范信息；
35、预处理模块，用于对所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息进行预处理，得到桥区水域的多源实时通航数据集；所述多源实时通航数据集，包括：所述桥区水域的通航目标对应的监测视频图像、雷达数据和ais数据；
36、识别模块，用于将所述监测视频图像输入至预设的桥区水域目标识别模型，得到第一识别结果；所述第一识别结果用于表征所述通航目标是否超过桥梁净空高度；
37、判断模块，用于基于所述雷达数据确定所述通航目标的位置、航速及航向，并将所述通航目标的位置、航速及航向与所述ais数据进行比对，得到第二识别结果和第三识别结果；所述第二识别结果用于表征所述通航目标是否超过所述桥区水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种桥梁监测预警方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述对所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息进行预处理，得到桥区水域的多源实时通航数据集，包括：
4.根据权利要求3所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述删除所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息中重复采样的数据，得到第一数据，包括：
5.根据权利要求3所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述对所述第一数据进行去噪处理，得到第二数据，包括：
6.根据权利要求1所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述基于所述训练用的桥区通航目标监测视频图像，对基于YoLo网络和DeepSORT构建的图像识别算法模型进行训练，得到桥区水域目标识别模型，包括：
7.根据权利要求1-6任一项所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述基于所述第一识别结果，所述第二识别结果和所述第三识别结果，确定对应的分级预警策略，包括：
8.一种桥梁监测预警装置，其
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的桥梁监测预警方法。
...【技术特征摘要】
1.一种桥梁监测预警方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述对所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息进行预处理，得到桥区水域的多源实时通航数据集，包括：
4.根据权利要求3所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述删除所述桥梁结构及规范信息和所述桥区水域感知信息中重复采样的数据，得到第一数据，包括：
5.根据权利要求3所述的桥梁监测预警方法，其特征在于，所述对所述第一数据进行去噪处理，得到第二数据，包括：
6.根据权利要求1所述的桥梁监测预警方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁智，刘奕，刘敬贤，刘超，李熹璟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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