水上桥梁防撞主动预警装置的基础原理和工作方法（三）
时间: 2025-01-04 17:01:25 | 作者: 欧宝体育在线直播nba高清
为了让水上桥梁业主单位掌握如何对水上桥梁防撞主动预警装置的基础原理和比质比价比服务的基本方法，海事科技特别推出了《水上桥梁防撞主动预警装置的基础原理和工作方法》系列文章，让更多的人了解水上桥梁防撞主动预警装置，在选择过程中可以货比三家、一目了然。通过上两期的文章讲解，效果很明显，在这一期文章中，海事科技将为读者讲解水上桥梁防撞主动预警装置的基础原理和工作方法的具体应用场景。
海事科技在接到水上桥梁业主单位的具体需求时，将制定专题的水上桥梁防撞主动预警装置的解决方案。
首先，采用海事科技“船播”水上交通安全预警信息系统在桥区预定水域内对船舶进行监测，并采集船舶的基础信息；所述基础信息包括船舶位置信息、船舶高度、船舶宽度、船舶航速、船舶航向、船舶经纬度信息、以及船舶标识号；
第二、采集所述预定水域内的特定区域的水位数据、桥梁通航高度阈值计算数据及桥墩位置坐标；根据所述水位数据及桥梁通航高度阈值计算数据来进行计算，得到桥梁的实时净高数据，并根据所述实时净高数据计算得到桥梁实时通航高度阈值；
第四、将所述船舶高度和所述桥梁实时通航高度阈值作对比，及将所述船舶预测航线与所述桥墩位置坐标作对比；若所述船舶高度不高于所述桥梁实时通航高度阈值且所述桥墩位置坐标与所述船舶预测航线不存在重叠，则将所述船舶标记为正常船舶；若所述船舶高度高于所述桥梁实时通航高度阈值或所述桥墩位置坐标与所述船舶预测航线存在重叠，则将所述船舶标记为异常船舶；
第五、对所述异常船舶进行追踪监控，在所述异常船舶进入到所述特定区域的情况下，向其发出碰撞警示信号。
在具体实现场景来说，通过获取预定水域内的船舶的基础信息，并采集预定水域内的特定区域的水位数据、桥梁通航高度阈值计算数据及桥墩位置坐标，而特定区域则是桥墩附近的水域，在收集到桥墩的位置坐标后，
然后根据所述水位数据及桥梁通航高度阈值计算数据来进行计算，得到桥梁的实时净高数据，并根据所述实时净高数据计算得到桥梁实时通航高度阈值，且根据所述船舶的船舶航向、船舶航速计算得到对应的船舶预测航线，
接着依据桥梁实时通航高度阈值和船舶预测航线区分正常船舶及异常船舶，随后对异常船舶进行追踪监控，在异常船舶进入到特定区域的情况下，通过AIS、VDES、VHF、LED等通信或声光方式向船舶发出碰撞警示信号，
以此让船舶人员根据信号采取对应措施，以及让桥梁上的工作人员做好保护措施，由此减少船舶碰撞情况，或减轻碰撞损伤。
水上桥梁防撞主动预警装置可实现桥梁净高监测、船舶超高监测预警、船舶偏航监测预警等功能，从而有效指导船舶安全通过桥梁，保障桥梁通航安全。且装置支持辖区航道网已建、在建和已批建的桥梁、缆线等跨河建筑物的通航净空基本尺度等信息的综合展示，并可根据监测到的水位变动情况，实时监测桥梁通航净高，并支持基于电子航道图的综合展现。此外，水上桥梁防撞主动预警系统还可适用于水上其他建筑物的避碰中，经过测量建筑物的通航高度，从而与船舶数据来进行对比，以此分析船舶是不是真的存在碰撞情况，并以此根据分析结果发出警示信号。
很多读者对水上桥梁通航高度阈值计算感到兴趣，该数据包括历史最高水位高度W、桥梁设计净空高度H、实时水位高度w、测量仪器测量点到水面的距离D、参考点高程值w’、及参考点到测量仪器测量点的距离L；所述对所述水位数据来进行处理，得到桥梁的实时净高数据，包括：所述桥梁的实时净高数据的计算公式为：h＝H+W‑w；其中，W为历史最高水位高度(历史最高潮位高度)，H为桥梁设计净空高度，w为实时水位高度；所述实时水位高度计算公式为：w＝w’‑(L‑D)；其中，D为测量仪器测量点到水面的距离，w’为参考点高程值，L为参考点到测量仪器测量点的距离。
具体来说，W为历史最高水位高度，可采取一段时间内的最高水位高度，一般都会采用五十年一遇的最高水位数值；桥梁设计净高数值H，为桥梁设计通航净高，这一参数可通过桥梁设计资料获取；其中，w为实时水位高度，在测量实时水位高度的时候，需要在桥梁位置设定一个参考点，或者说一个固定点，并通过水准仪获取这个参考点的高程值w’(且此参考点的高程值可由具有测量资质的专业测量队测量得到，如：地科院)，然后在水中安装一个测量仪器，测量仪器可以为水位测量仪，通过水位测量仪可以测出水位测量仪所在测量点到水面的距离D、以及水位测量仪所在测量点到参考点的距离L，通过上述测量数据便可得到实时水位高度。
此外，为了能够更好的保证实时净高数据的准确性，可在多个点位做测量，然后取平均值，来提升测量结果的准确率；而海事科技“船播”水上桥梁防撞主动预警装置中，除了上述公式所采用的压力式、浮子式或气泡式测量仪器方法外，还可通过雷达进行测距，即通过雷达直接在合适位置(如：桥梁设计净空高度的最顶部位置)测量得到桥梁的实时净高数据，以此提供另一种测量方案，来保证测量方法的多样性。
对于很多水上桥梁防撞主动预警装置的精准度更为关系的用户来说，怎么样处理水上桥梁实施通航净空高度富余量的问题尤为重要。
海事科技“船播”水上桥梁防撞主动预警装置中，关于桥梁实时净高数据计算中，有时需要仔细考虑净空高度富裕量的设置，即在桥梁设计时会预留一定富裕净空高度值FH，在某种情况下，船舶通过需要利用到富裕净空高度时，可以在上述中加上FH，即：h＝H+W‑w+FH，但此时，桥梁通航高度阈值为实时净高数据的一个比例数值。
在这里举一个优选实施例为，桥梁通航高度阈值为实时净高数据的百分之九十，以此让桥梁通航高度阈值小于实时净高数据，从而留出一些富余量，即：富余量＝h*10％，当此富裕量小于FH 时，则可按此方法利用富裕量，当此富余量大于FH时，则该富裕量没有使用价值，可忽略。以此方法，保证让船舶安全稳定地通过桥梁位置，不会出现在船舶通过桥梁底部的时候，因为船舶高度接近桥梁的实时净高高度而依然存在碰撞危险的情况。
水上桥梁防撞主动预警装置通过安装在桥梁下的水位测量仪监测到水位值，结合桥梁的技术参数换算得到桥梁的实时净高数据，可通过有线方式将数据传输到安装在桥梁处的净高显示牌中，以此显示实时净高数据。
水上桥梁防撞主动预警装置对所述异常船舶进行追踪监控，在所述异常船舶进入到特定区域的情况下，向其发出碰撞警示信号，包括：对所述异常船舶做定位，在所述异常船舶进入到特定区域的情况下，向所述异常船舶发出碰撞警示信号及偏航操作使用建议；在所述异常船舶未按偏航操作建议操作的情况下，向对所述异常船舶发出危险状态行驶信号，并对所述异常船舶进行危险状态监测。具体来说，水上桥梁防撞主动预警装置结合监控中心AIS、GIS、VHF系统能快速定位到超高船舶，并且精确显示出该船的船号、经纬度、航向以及航速，对于异常船舶，可向其自动播发碰撞警示信号及预警警示语音，提示其执行紧急停船或指示其驶向指定水域；在所述异常船舶未修改航向或未按按主管部门要求执行紧急停船或驶向指定水域的指示操作的情况下，向对所述航线异常船舶发出危险状态行驶信号，并对所述航线异常船舶进行危险状态监测，必要时，由主管部门采取紧急措施处理，且可帮助管理部门进行事后违章取证。
对于超高船舶的判定，水上桥梁防撞主动预警装置采用交差测距激光检测技术或视频识别技术或通信报文信息采集技术，结合AIS系统获取超高船舶的船号、经纬度、航向以及航速，实现对通航水域船舶进行超高检测与分析，当有船舶高度超过预先设定超高阈值，从而判断该船舶是不是真的存在超高情况；而对于超高船舶，在停船后由船长处理船舶超高部分后方可通过，如果超高船舶继续前进，监控人能从视频录像里看清现场情况，并通过对讲功能对现场船只进行喊话通知，同时平台能够在一定程度上帮助管理部门进行事后违章取证。而对于偏航船舶，水上桥梁防撞主动预警装置可设置诱导显示屏或语音或报文预警，用于诱导偏航船舶纠正航向，当船舶在预定水域内回归正确航道后，才可正常通过桥梁。所述碰撞警示信号包括边界预警信号、靠近预警信号和紧急预警信号；所述特定区域包括第一区域、第二区域和第三区域；所述第一区域、第二区域和第三区域与桥墩的距离依次减小；所述对所述异常船舶进行追踪监控，在所述异常船舶进入到特定区域的情况下，向其发出碰撞警示信号，还包括：在异常船舶进入到第一区域的情况下，向对应船舶发出边界预警信号；在异常船舶进入到第二区域的情况下，向对应船舶发出靠近预警信号；在异常船舶进入到第三区域的情况下，发出紧急预警信号。具体来说，通过AIS接收模块接收进入特定区域的所有船舶的AIS位置信息，或雷达船舶位置识别监测技术，判断其异常船舶的航迹是否进入设置的特定区域(报警范围)内，一旦进入特定区域，将判断其具备撞桥的风险。在一般的水上桥梁防撞主动预警装置中，第一区域设定为距离桥墩1000‑2000米范围内，第一区域的设定根据特定水域 (桥梁区域)一定时间段以内船舶航迹线集中区域的外边沿线划定；第二区域设定为距离桥墩500米到1000米范围内，第二区域根据特定水域(桥梁区域) 一定时间段以内的船舶航迹线集中区内高密度区域边沿线划定；第三区域设定为距离桥墩500米范围内，第三区域根据特定水域中桥墩最小安全距离划定；其中，第一区域为预警区域，在1000‑2000米的第一区域发现异常船舶的目标时，系统发出边界预警信号，并通过VHF进行桥区范围、能见度、水文信息提醒；距离桥墩500米到1000米是第二区域(报警区域)，当第二区域内有异常船舶时，启动报警机制，提示有潜在危险目标，提醒控制室内的工作人员通过声光或通信警告来船减速，同时智能摄像机自动跟踪监视目标或桥区水域全覆盖跟踪监视；距离桥墩500米是第三区域(紧急报警区域)，当紧急报警区域范围内有异常船舶时，则意味着来船有很大的可能性要撞向桥墩，在进行跟踪录相留证的同时，启动相应的事故处理程序序，如通知有关人员作好事故急救准备等。
水上桥梁防撞主动预警装置会显示并存储所述基础信息、所述实时净高数据、所述桥梁计算数据和所述异常船舶。具体来说，水上桥梁防撞主动预警装置可进行各项数据的存储，且可在桥梁航道中心增加LED显示屏对各项数据来进行展示，并设置信号灯对异常船舶进行安全行驶发出警示。
水上桥梁防撞主动预警装置还包括：对所述预定水域绘制或收集电子地图，并划分航道通航区域，在所述异常船舶超出到航道通航区域的情况下，对所述船舶发出安全提醒信息，并记录所述安全提醒信息。具体来说，可对所述预定水域绘制或收集电子地图，并对预定水域划分航道通航区域和非航道通航区域，且在航道通航区域及非航道通航区域的边界线上设定电子围栏，航道通航区域可与特定区域重叠，在某些水域环境中，如河道，其两边近岸，一般是不允许船舶在岸边持续航行的，因此，可将河道两边划分为非航道通航区域，以此保证船舶的航行正常；而航道通航区域的划定，一种可根据航道边线设置，即通过航道两边的浮标进行设置，另一种可通过船舶的航迹线来进行设置，如手机船舶经过桥梁的历史航迹，以此划分设置；其中，当河道中的水位信息、气象信息，以及河道处于枯水期的时候，可对船舶航线及航道通航区域进行适应性调整。
水上桥梁防撞主动预警装置的技术路线和手段很多，关键是投入适度、技术适合、场景适应，最后复习一下水上桥梁防撞主动预警装置的工作原理图。在下期的文章的文章中，海事科技将继续为大家介绍其他场景的水上桥梁防撞主动预警解决方案，敬请留意。
在4月22日，由广东省交通运输协会主办，广州海事科技承办的广东省船舶碰撞桥梁隐患治理解决方案线上分享会中，抽出幸运与会者一名，由广州海事科技有限公司送出智能平板手机一台，在此恭喜获奖者。广州海事科技有限公司将继续在有关行业团体的带领下，继续为大家带来更多的线上分享，敬请关注！
