[实用新型]智能船桥碰撞监测预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船舶航道检测装置，尤其是涉及一种智能船桥碰撞预警系统。

背景技术

随着国民经济与交通运输业的飞速发展，在此契机下大量的跨江、跨海大桥已经建成或正在规划、设计和建造中。这些桥梁的建成和投产在为陆上交通运输提供便利、方便民生并促进区域经济发展的同时，也给水路交通运输带来诸多的不利因素，因桥梁建设占用船舶通航水域而导致的船舶碰撞桥梁事故时有发生。

针对船桥碰撞问题，国内外均开展了大量的研究工作，当前国内外有关船舶桥梁之间安全以及船桥避碰研究较多，大致可以归结为以下几个方面：（1）船-桥碰撞的力学研究，主要研究船-桥碰撞的力学机理及计算方法；（2）船舶碰撞桥梁风险分析，研究船舶与桥梁间发生碰撞的概率；（3）船-桥碰撞事故研究，研究船舶碰撞桥梁的原因及建立船-桥碰撞事故数据库；（4）桥墩防撞装置研究。

迄今为止，这些相关研究及成果都是从碰撞事故发生后被动防护的角度出发，而不是从事故的致因出发、以主动预防为目的，因此只是一种被动的辅助性手段，没有从根本上解决船舶撞击桥梁所带来的安全问题，难以从根本上避免此类事故的发生。

实用新型内容

为了解决上述技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能船桥碰撞预警系统。

本实用新型提供：一种智能船桥碰撞监测预警系统，其包括：

设置在桥梁上的图形采集装置，其安装在位于桥梁通航孔之间的航道的中间位置，用于实时采集船舶的方位和航行轨迹；

监控中心，与图形采集装置连接，且用于对图形采集装置采集的船舶方位以及航行轨迹进行与桥梁通航孔的碰撞判断，并输出规避信号到船舶。

所述图形采集装置采用CCD摄像机。

所述图形采集装置安装在桥梁的每一个可通行的通航孔上。

所述航道两侧设置用于表示航道位置的航道浮标。

本实用新型通过对桥梁水域内的通航船舶进行实时监控，利用视频检测技术，对桥梁水域船桥避碰参数进行求取，结合操纵仿真研究，解决桥梁通航安全预警预控之主动避碰的关键技术。

附图说明

图1为本实用新型的安装示意图。

图2为监控中心的算法原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图1所示，本实用新型提供一种智能船桥碰撞监测预警系统，其包括：

设置在桥梁上的图形采集装置，其安装在位于桥梁通航孔之间的航道的中间位置，用于实时采集船舶的方位和航行轨迹；

监控中心，与图形采集装置连接，且用于对图形采集装置采集的船舶方位以及航行轨迹进行与桥梁通航孔的碰撞判断，并输出规避信号到船舶。将数值模拟仿真实验与物理模型实验相结合，通过相似换算推导出船舶桥区避碰距离参数，提出了特定桥区特定船型的最小避碰纵距值的预报方法。

所述图形采集装置采用CCD摄像机，所述图形采集装置安装在桥梁的每一个可通行的通航孔上，实时采集桥区场景视频，视频数据传送至安装于监控中心的软件处理平台进行处理。

所述航道两侧设置用于表示航道位置的航道浮标，用于判断航道的位置，以保证图形采集装置采集的信号能够更准确的表示航道的位置，以使得船舶位置判定较准。

监控中心的核心算法为SCAS算法，系统利用图像和视频技术自动检测船舶目标，并基于视觉几何模型进行船舶空间定位、提取船舶运动态势参数，然后结合船舶航行操纵理论知识和相关模型，进行船-桥碰撞风险预测并输出避碰操纵命令。SCAS算法系统方案如图2所示。

首先从图形采集装置中采集的视频序列实现对船舶的目标检测，并与航迹进行关联，从而获得两个数据，目标和运动轨迹，然后通过计算机视觉几何模型和CCD摄像机定标参数进行空间定位与运动态势参数提取，获得当前船舶的空间位置、距离、大小、速度以及航向角，并将获得的参数输入船舶操纵模型，且与桥区风、流及环境参数一起来获得碰撞风险预测与避撞决策，然后发送避碰操纵命令到船舶，实现船桥碰撞预警。

利用计算机视觉技术对图形采集装置采集的视频信号进行处理、分析和理解，在不需要人为干预的情况下，通过序列图像自动分析对监控场景中的变化进行定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，能在异常情况发生时及时发出警报或提供有用信息，有效地协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报。

同时监控中心通过模拟判断船舶的运行轨迹，实现碰撞报警，并发送规避的操纵指令，而船舶通过被动接收数据方式接受操纵指令，该操纵指令可以同步传输至海事以及桥梁主管机关。

实施例不应视为对本实用新型的限制，但任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。