一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法及装置与流程

本发明涉及桥墩保护技术领域，尤其涉及一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法及装置。

背景技术：

随着交通运输事业的不断发展，船舶、汽车和火车交通量增大，因而受船舶撞击而诱发的桥梁垮塌事件正在日益增多。这类事件往往引起桥梁结构、使用寿命、安全性及抗震能力的损失，严重的更会造成桥毁人亡等灾难性后果。因此，开展船桥碰撞及桥墩防撞设施的研究，提高桥梁的耐撞性都具有十分重要的意义。

目前最常用的桥梁防撞预警系统多为可视化远程监控预警，在桥梁的上方安装前置摄像头，连接主机，利用光学影像实时提供船只运行信息。现有技术不能精确测得船舶到桥墩的距离，有严重误差；容易被干扰，受周围光线的影响大；数据量大，处理复杂，需要占有mcu的大量资源；当有大雾、暴雨、暴雪等恶劣天气时，视频摄像机的观察范围受到影响，给检测带来困难，另外，对人员的责任心和素质要求比较高。摄像头系统需要定期维护、检修，消耗大量的人力。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题：提出一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法及装置，精确计算船舶到桥墩的距离，减少外界影响，为桥梁看守人员提供准确的数据。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法，具体包括：

在大桥区域两侧通航航道上按船舶与桥墩的距离设定预警区，紧急区，危险区；

对桥梁水域一定距离范围内的过往船舶进行实时测距，检测船舶是否位于通航桥洞方向，如果船舶在非通航桥洞的方向上，发出预警信号；

对非通航桥洞方向上的船舶，执行以下操作：

当船舶进入预警区时，发出一级预警警告，通过声光报警提醒船舶驶入正常航道；

当船舶进入紧急区时，发出二级紧急警告，促使船舶驶出紧急区，同时通过人工干预引导船舶正常航行；

当船舶驶入危险区时，发出三级危急警告，通知桥梁管理人员响应紧急措施，促使船舶进入安全通道。

作为优选，采用声呐测距方法对桥梁水域一定距离范围内的过往船舶进行实时测距。

作为优选，将非通航桥洞前方一定距离范围设置为禁航区，当有船舶驶向禁航区时发出预警信号并启动声光报警，引导船舶驶向可通航桥洞航道方向。

作为优选，所述人工干预，采用语音系统设施，通过电话、电台和喇叭喊话的方式引导船舶正常航行。

本发明还提供一种探测装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，该装置安装在每个桥墩上，所述计算机程序被加载至处理器时实现所述的一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明方法计算船舶到桥墩的距离，为桥梁看守人员提供准确的数据；在船舶没有在规定的路线行驶时，及时提供预警；采用了分级预警，同时精确地计算船舶距离桥墩的距离，不同于现有的光学预警，本方法预警信息准确，受外界干扰低。本发明装置设置于水下，抗干扰强，受外界环境影响低；装置数据量小，处理简单，成本低；设备耐用，维修成本低。

附图说明

图1是船舶通过可通行桥洞的平面示意图；

图2是声纳测距的警示距离范围示意图；

图3是声纳测距装置水下安装示意图；

图4是发射器和接收器测距示意图；

图5是本发明的探测装置系统拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明所述的用于通航船舶桥梁防撞的预警方法，具体包括：

在大桥区域两侧通航航道上按船舶与桥墩的距离设定预警区，紧急区，危险区；船舶通过可通行桥洞以及声纳测距的警示距离如图1和图2所示；

声纳测距的范围分为3个，分别是危险距离，警示距离，预警距离；

a为危险距离，船只撞上桥墩的风险巨大，需要外界人员干预；

b是警示距离，通过光学和声音对船舶驾驶员发出警报，提醒驾驶员改变航向；

c为预警距离，由驾驶员自行判断并控制航道。

采用声呐测距方法对桥梁水域一定距离范围内的过往船舶进行实时测距，检测船舶是否位于通航桥洞方向，如果船舶在非通航桥洞的方向上，发出预警信号，即船舶只能在通航桥洞内航行；

将非通航桥洞前方2公里范围设置为禁航区，当有船舶驶向禁航区时发出预警信号并启动声光报警，引导船舶驶向可通航桥洞航道方向。

对非通航桥洞方向上的船舶，执行以下操作：

当船舶进入预警区时，发出一级预警警告，通过声光报警提醒船舶操控人员将船舶驶入正常航道，提醒船上人员采取措施，跟踪、协助船舶驶入正常航道；

当船舶进入紧急区时，发出二级紧急警告，促使船舶驶出紧急区，同时通过人工干预，采用语音系统设施，通过电话、电台和喇叭喊话的方式引导船舶正常航行；

当船舶驶入危险区时，发出三级危急警告，通知桥梁管理人员响应紧急措施，促使船舶进入安全通道。

本发明还提供一种探测装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，该装置安装在每个桥墩上，所述计算机程序被加载至处理器时实现所述的一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法。

如图3所示，本发明的设备位于每个桥墩的水下位置，实时发出声波，探测得到船舶距离桥墩位置，计算船舶是否有撞击桥墩的风险，提前发出警报，起到保护桥梁和船舶的作用。

图4为声呐测距简易原理，由一个发射器和接收器组成，声波碰到船体自动返回并测距；该装置为防止船舶在非通航桥洞内通行，以及船舶与桥墩发生相撞的第一级保护设施；保护船舶正常通行的同时保证桥梁的安全。

图5为该探测装置系统拓扑图，由声纳测距装置采集数据传递给主机进行数据处理，并进行数据网络存储；根据船舶距离桥墩的距离，数据监测装置会协同主机，传递给预警服务器指令，并通过光学和声学的方式发送给外界。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法，其特征在于：该方法具体包括：

在大桥区域两侧通航航道上按船舶与桥墩的距离设定预警区，紧急区，危险区；

对桥梁水域一定距离范围内的过往船舶进行实时测距，检测船舶是否位于通航桥洞方向，如果船舶在非通航桥洞的方向上，发出预警信号；

对非通航桥洞方向上的船舶，执行以下操作：

当船舶进入预警区时，发出一级预警警告，通过声光报警提醒船舶驶入正常航道；

当船舶进入紧急区时，发出二级紧急警告，促使船舶驶出紧急区，同时通过人工干预引导船舶正常航行；

当船舶驶入危险区时，发出三级危急警告，通知桥梁管理人员响应紧急措施，促使船舶进入安全通道。

2.根据权利要求1所述的用于通航船舶桥梁防撞的预警方法，其特征在于：采用声呐测距方法对桥梁水域一定距离范围内的过往船舶进行实时测距。

3.根据权利要求1所述的用于通航船舶桥梁防撞的预警方法，其特征在于：将非通航桥洞前方一定距离范围设置为禁航区，当有船舶驶向禁航区时发出预警信号并启动声光报警，引导船舶驶向可通航桥洞航道方向。

4.根据权利要求1所述的用于通航船舶桥梁防撞的预警方法，其特征在于：所述人工干预，采用语音系统设施，通过电话、电台和喇叭喊话的方式引导船舶正常航行。

5.一种探测装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，该装置安装在每个桥墩上，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-4任一项所述的一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法。

技术总结
本发明公开了一种用于通航船舶桥梁防撞的预警方法及装置，属于桥梁建设和桥墩保护技术领域；该方法在大桥区域两侧通航航道上按船舶与桥墩的距离设定预警区，紧急区，危险区；对桥梁水域一定距离范围内的过往船舶进行实时测距，检测船舶是否位于通航桥洞方向，如果船舶在非通航桥洞的方向上，发出预警信号；具体为：当船舶进入预警区时，发出一级预警警告，通过声光报警提醒船舶驶入正常航道；当船舶进入紧急区时，发出二级紧急警告，促使船舶驶出紧急区，同时通过人工干预引导船舶正常航行；当船舶驶入危险区时，发出三级危急警告，通知桥梁管理人员响应紧急措施，促使船舶进入安全通道。该预警方法及装置受外界影响小，成本低，维修简单。

技术研发人员：朱胜雪;徐玮琨;徐珂
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：2021.04.30
技术公布日：2021.08.24