桥梁防船撞-主动预警系统

一、主动预警体系概述

   1.随着航道交通的快速发展，通航船舶日益增多，船舶超高以及偏航带来诸多安全隐患，时常发生桥梁受到船舶碰撞的事故，轻则桥梁结构和船舶受到损伤，重则桥梁垮塌，不但经济损失巨大，更会造成人员伤亡。本方案通过系统算法，科技运行，实现全天候不间断监测航道上的船舶高度和航向，实时计算分析碰撞概率，及时发出预警信号，最大限度保护桥梁的安全。桥梁主动预警系统是一种集成多种现代无线通信技术的综合监控系统，主要用于防止船舶与桥梁发生碰撞。该系统包括激光探测、雷达监测、AIS船舶身份识别，等功能，能够实时监测桥区过往船只的行为，并在发现偏航或超速等危险行为时，及时发出警报，提醒驾驶人进行纠正。此外，系统的设计会根据桥梁的水文、地质和通航条件进行定制，以确保其有效性和可靠性。

   2.桥梁防撞远程监控监测预警系统，主要针对桥梁桥墩和梁底的防撞预警和碰撞报警功能进行研究，桥梁设备管理单位可以通过本系统，提高科学管养桥梁水平，对桥梁桥墩进行全方位立体的监测监控；以及撞击事件发生后让工作人员及时获知桥墩被撞击信息，第一时间通知设备管辖部门赶到现场采取应急措施，迅速对受撞击桥墩进行维护和检查，避免由于桥墩的受损而影响行车安全。本系统是为了降低桥梁桥墩和梁底受船舶撞击的概率，提升桥梁的监控监测水平，实时的观测到桥下的情况。它成功利用军工行业的X波段雷达探测技术并结合了无线远程通信、数字高清视频、振动入侵探测等技术，利用物体移动轨迹算法，实现了对船舶通行进行远距离监测、预警、报警、取证的功能。

                                                                                                     主动预警系统平台后端示意图

二、系统硬件组成部分

  1.主动防船撞利用雷达、AIS及视觉设备等硬件，搭配计算机视觉识别、目标检测算法等软件，对往来船舶进行定位和航迹跟踪预测来判断船舶是否具有撞桥风险，对危险船舶进行主动预警使其调整航行状态。在内河航道，桥梁作为重要的交通枢纽，其重要性至关重要。随着城市交通的快速发展，传统的桥梁防撞方式已难以满足日益增长的安全需求，且老桥并不具备安装被动防撞装置的条件。为了解决这一问题，桥梁主动防撞预警系统逐渐被应用。

 2.桥梁主动防撞预警系统是基于传感设备（雷达、AIS、高清摄像机、传感器、激光限高装置、超声波水位计等）识别监测区域内船舶的注册信息、几何尺寸、运动参数、视频图像与桥区水位数据。通过云平台和人工智能算法，对航道通航船只进行船只目标检测、轨迹预测并提前告警，从而有效防止碰撞事故的发生。

  三、主动预警系统主要功能

      本套系统的核心技术是能提前预知即将通过桥梁航道的船舶高度和航迹，通过硬件设备和软件计算，多元化融合技术准确的预防船舶超高碰桥梁。 该系统同时具有船舶超高检测预警、船舶偏航检测预警、助航信息（水位、流速、气象等信息）发布、图像监测、现场声光报警、虚拟航标、船舶超速检测、软件管理及数据统计查询等功能。 运用该系统能有效维护桥区的航行秩序、保护大桥的安全运行，以及提高桥梁及航道的管理水平。