CN103578297B - 桥梁防碰撞装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁防碰撞装置的控制方法，包括设于桥梁上的桥梁终端和设于每个船舶上的船舶终端；所述桥梁终端包括第一无线收发器、第一微处理器、第一GPS定位仪、第一存储器和若干个定向天线，各个定向天线分别与第一无线收发器电连接，第一微处理器分别与第一无线收发器、第一GPS定位仪和第一存储器电连接；所述船舶终端包括全向天线、第二无线收发器、第二GPS定位仪、第二存储器、显示屏、第二微处理器和报警器。本发明具有能够对桥梁附近的船舶提前发出预警；报警数据信息准确性好，防撞效果好；不会干扰桥梁上的交通秩序和桥梁周围的人们正常的生活的特点。

Description

桥梁防碰撞装置的控制方法

技术领域

本发明涉及桥梁防撞技术领域，尤其是涉及一种能够对桥梁附近的船舶提前发出预警，防撞效果好的桥梁防碰撞装置的控制方法。

背景技术

随着桥梁数量的增多、船舶尺度的增大和船舶的速度提高，桥梁遭遇船舶撞击的风险逐渐增大。

导致船舶撞桥有三方面因素：一是人为因素，包括工作疏忽、操纵失误、技术能力不足、人员配合出现错误等；二是机械故障，包括主机停机，船舶失去动力，舵机失灵，船舶不能按正常的操舵指令工作等；三是自然环境，包括航道参数的变化、天气、洪水、桥区航道的环境等自然因素等。

降低船舶撞桥风险的措施主要有被动防撞措施和主动防撞措施。

被动防撞研究主要限于碰撞事故的发生概率风险评估、碰撞力确定方法、碰撞后桥梁的动力特性分析以及桥墩防撞结构设计、结构安全与预警方面的研究。

主动防撞研究包括设置导航标、安装相应预警装置、实施船舶定线制度、设置船舶航行警戒区、加强船员培训等。

通常的桥梁防撞装置单纯设置在桥梁上，当发现有碰撞危险时，桥梁防撞装置的报警器会发出报警信息。通常的桥梁防撞装置存在预警的距离短，从发出预警至碰撞发生之间的时间短，收到预警后的船舶改变航向、规避危险的时间不足，防撞效果差；并且预警声音大，影响桥梁上的交通秩序和人们正常的生活。

中国专利授权公开号：CN102426805A，授权公开日2012年4月25日，公开了一种桥梁防撞预警转台，包括可转动的支架部件，及控制部件；还包括设置在所述支架部件上的智能探测装置和智能报警装置；所述智能探测装置包括用于获取船舶外形数据的形状探测部件，和获取船舶位置数据的位置探测部件。该发明的不足之处是桥梁防撞预警转台设置在桥梁上，当发现有碰撞危险时，会发出预警；预警的距离短，从发出预警至碰撞发生之间的时间短，收到预警后的船舶改变航向、规避危险的时间不足，并且预警声音大，影响桥梁上的交通秩序和人们正常的生活。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的桥梁防撞装置预警距离短、时间短、防撞效果差及预警声音大，影响桥梁上的交通秩序和人们正常生活的不足，提供了一种能够对桥梁附近的船舶提前发出预警，防撞效果好的桥梁防碰撞装置的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种桥梁防碰撞装置，包括设于桥梁上的桥梁终端和若干个船舶终端；所述桥梁终端包括第一无线收发器、第一微处理器、第一GPS定位仪、第一存储器和若干个定向天线，各个定向天线分别与第一无线收发器电连接，第一微处理器分别与第一无线收发器、第一GPS定位仪和第一存储器电连接；所述船舶终端包括全向天线、第二无线收发器、第二GPS定位仪、第二存储器、显示屏、第二微处理器和报警器，全向天线与第二无线收发器电连接，所述第二微处理器分别与第二无线收发器、第二GPS定位仪、第二存储器、显示屏和报警器电连接，第二微处理器上设有确认按钮。每个船舶终端设于1个船舶上。

本发明的桥梁防碰撞装置用于桥梁的主动防撞，本发明的桥梁终端设于桥梁上，若干个船舶终端分别设于每个船舶上，桥梁终端和若干个船舶终端分别通信，从而实现预警功能。

本发明通过测量及计算每个船舶距离桥梁的距离、每个船舶距离桥梁的行驶时间获得需要报警的船舶的编号，及桥梁附近的船舶信息；将桥孔尺寸和附近船舶信息组成报警数据信息；并将报警数据信息发送给船舶终端，报警数据信息对船舶上的工作人员进行提醒；当船舶与桥梁距离很近时，只有工作人员按下确认按钮，才停止报警；工作人员意识到危险的存在，会尽快采取有效措施，从而避免撞桥事故的发生。

报警数据信息只在显示屏中显示，报警器的报警声音只有船上工作人员能够听到，不会造成干扰桥梁上的交通秩序和桥梁周围的人们正常的生活。

因此，本发明具有能够对桥梁附近的船舶提前发出预警，防撞效果好，不会干扰桥梁上的交通秩序和桥梁周围的人们正常的生活的特点。

作为优选，所述桥梁终端还包括水位传感器，水位传感器与第一微处理器电连接。水位传感器用于测量水位，第一微处理器将水位与桥孔尺寸相结合计算得到桥孔的可通过宽度高度及高度，将可通过宽度、高度数据和附近船舶信息组成更加精确的报警数据信息，从而有效避免碰撞的发生。

作为优选，所述桥梁包括若干个桥孔和若干个桥柱，各个定向天线分别位于桥梁两侧的桥柱侧面上。各个定向天线分别位于桥梁两侧的桥柱侧面上，使得各个定向天线发射的无线信号覆盖桥梁两侧的航道，从而使桥梁两侧的船舶都能收到高强度的信号。

作为优选，报警器包括喇叭及LED灯。

作为优选，所述定向天线为4至50个。

一种桥梁防碰撞装置的控制方法，包括如下步骤：

（6-1）在第一存储器中存储有桥梁位置地址，各个船舶的船舶编号，桥梁的桥孔尺寸和安全时间P和安全距离Q；第一GPS定位仪和安装于各个船舶上的第二GPS定位仪分别接收卫星导航信息；

各个船舶的第二GPS定位仪分别获得各个船舶位置地址和定位时间，各个船舶的第二微处理器分别将船舶位置地址、定位时间存储在第二存储器中；

水位传感器检测桥梁下方的水位，第一微处理器根据水位和桥孔的尺寸计算当前桥梁可通过的宽度及高度；

（6-2）第一微处理器每隔时间F通过第一无线收发器发射无线广播数据；

（6-3）任一个船舶终端A收到桥梁端向外发射无线广播数据后，船舶终端A与所述桥梁终端建立通信链路，船舶终端A的微处理器通过第二无线收发器将所述船舶终端A的位置地址、航速、航向、定位时间及船舶编号通过第二无线收发器发送给桥梁终端的第一无线收发器；

（6-4）第一无线收发器接收到船舶终端A的位置地址、航速、航向、定位时间及船舶编号后，第一微处理器计算桥梁与船舶终端A之间的距离S和与S相对应的航行时间T，第一微处理器将船舶终端A的船舶编号、S和T存储到第一存储器中；

（6-5）第一微处理器将第一存储器中8至12分钟内得到的各个船舶的航行时间T分别与安全时间P相比较，获得T＜P的8至12分钟内所有船舶的船舶编号，并将船舶编号组成附近船舶信息；

第一微处理器将当前桥梁的可通过宽度、高度数据和附近船舶信息组成报警数据信息，第一微处理器通过第一无线收发器将报警数据信息发送给T＜P并且S＜Q的各个船舶；

（6-6）当第一无线收发器给船舶终端A发送报警数据信息2至5分钟后还未收到船舶终端A的确认信息，则返回步骤（6-5）；

（6-7）任一个船舶终端A接收到报警数据信息后，船舶终端A的第二微处理器控制显示屏显示报警数据信息；

当Q／2＜S＜Q时，报警器进行1次声光报警；

当S≤Q／2时，报警器连续进行声光报警，当确认按钮被按下时，报警器停止报警；船舶终端A的第二微处理器控制第二无线收发器给第一无线收发器发送确认信息。

作为优选，所述第一GPS定位仪每隔时间间隔D重新获取一次当前时间N，所述第一存储器中还设有与日期及时间相关的历史潮汐数据，所述步骤（6-1）中的第一微处理器根据水位和桥孔的尺寸计算当前桥梁可通过的宽度及高度替换为第一微处理器根据当前时间N查询与N相对应的桥梁所在水域的潮汐数据，第一微处理器根据水位、潮汐数据和桥孔尺寸计算出当前桥梁的可通过宽度、高度。

考虑到历史潮汐数据后可以得到更加精确的桥梁的可通过宽度、高度，从而为防止桥梁碰撞提供保证。

作为优选，所述安全时间P为10分钟至15分钟。

作为优选，所述安全距离Q为1.8公里至5公里。

作为优选，时间间隔D为1分钟至3分钟。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）能够对桥梁附近的船舶提前发出预警；（2）报警数据信息准确性好，防撞效果好；（3）不会干扰桥梁上的交通秩序和桥梁周围的人们正常的生活。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的实施例1的一种流程图。

图中：桥梁终端1、船舶终端2、第一无线收发器3、第一微处理器4、第一GPS定位仪5、第一存储器6、定向天线7、全向天线8、第二无线收发器9、第二GPS定位仪10、第二存储器11、显示屏12、第二微处理器13、报警器14、确认按钮15、水位传感器16。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1所示的实施例是一种桥梁防碰撞装置，包括设于桥梁上的桥梁终端1和若干个船舶终端2；桥梁终端包括第一无线收发器3、第一微处理器4、第一GPS定位仪5、第一存储器6和6个定向天线7，6个定向天线分别与第一无线收发器电连接，第一微处理器分别与第一无线收发器、第一GPS定位仪和第一存储器电连接；船舶终端包括全向天线8、第二无线收发器9、第二GPS定位仪10、第二存储器11、显示屏12、第二微处理器13和报警器14，全向天线与第二无线收发器电连接，第二微处理器分别与第二无线收发器、第二GPS定位仪、第二存储器、显示屏和报警器电连接，第二微处理器上设有确认按钮15。

桥梁终端还包括水位传感器16，水位传感器与第一微处理器电连接。桥梁包括2个桥孔和3个桥柱，6个定向天线分别位于桥梁两侧的桥柱侧面上。报警器包括喇叭及LED灯。水位传感器设于桥柱上，用于测量桥梁下方的水位高度。

如图2所示，一种桥梁防碰撞装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤100，在第一存储器中存储有桥梁位置地址，各个船舶的船舶编号，桥梁的桥孔尺寸和安全时间P为10分钟和安全距离Q为2公里；第一GPS定位仪和安装于各个船舶上的第二GPS定位仪分别接收卫星导航信息；

各个船舶的第二GPS定位仪分别获得各个船舶位置地址和定位时间，各个船舶的第二微处理器分别将船舶位置地址、定位时间存储在相对应的第二存储器中；

水位传感器检测桥梁下方的水位，第一微处理器根据水位和桥孔的尺寸计算当前桥梁可通过的宽度及高度；

步骤200，第一微处理器每隔2分钟通过第一无线收发器发射无线广播数据；

步骤300，任一个船舶终端A收到桥梁端向外发射无线广播数据后，船舶终端A与所述桥梁终端建立通信链路，船舶终端A的微处理器通过第二无线收发器将所述船舶终端A的位置地址、航速、航向、定位时间及船舶编号通过第二无线收发器发送给桥梁终端的第一无线收发器；

步骤400，第一无线收发器接收到船舶终端A的位置地址、航速、航向、定位时间及船舶编号后，第一微处理器计算桥梁与船舶终端A之间的距离S和与S相对应的航行时间T，第一微处理器将船舶终端A的船舶编号、S和T存储到第一存储器中；

步骤500，第一微处理器将第一存储器中10分钟内得到的各个船舶的航行时间T分别与安全时间P相比较，获得T＜10分钟的10分钟内所有船舶的船舶编号，并将船舶编号组成附近船舶信息；

第一微处理器将当前桥梁的可通过宽度、高度数据和附近船舶信息组成报警数据信息，第一微处理器通过第一无线收发器将报警数据信息发送给T＜10且S＜2分钟的各个船舶；

步骤600，当第一无线收发器给船舶终端A发送报警数据信息5分钟后还未收到船舶终端A的确认信息，则返回步骤500；

步骤700，任一个船舶终端A接收到报警数据信息后，船舶终端A的第二微处理器控制显示屏显示报警数据信息；

当1公里＜S＜2公里时，报警器进行5次声光报警；

当S≤1公里时，报警器连续进行声光报警，当确认按钮被按下时，报警器停止报警；船舶终端A的第二微处理器控制第二无线收发器给第一无线收发器发送确认信息。

实施例2

实施例2中，第一GPS定位仪每隔1分钟重新获取一次当前时间N，第一存储器中还设有与日期及时间相关的历史潮汐数据，所述步骤100中的第一微处理器根据水位和桥孔的尺寸计算当前桥梁可通过的宽度及高度替换为第一微处理器根据当前时间N查询与N相对应的桥梁所在水域的潮汐数据，第一微处理器根据水位、潮汐数据和桥孔尺寸计算出当前桥梁的可通过宽度、高度。

实施例2中的其它结构和步骤部分与实施例1中相同。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种桥梁防碰撞装置的控制方法，所述桥梁防碰撞装置包括设于桥梁上的桥梁终端（1）和若干个船舶终端（2）；所述桥梁终端包括第一无线收发器（3）、第一微处理器（4）、第一GPS定位仪（5）、第一存储器（6）和若干个定向天线（7），各个定向天线分别与第一无线收发器电连接，第一微处理器分别与第一无线收发器、第一GPS定位仪和第一存储器电连接；所述船舶终端包括全向天线（8）、第二无线收发器（9）、第二GPS定位仪（10）、第二存储器（11）、显示屏（12）、第二微处理器（13）和报警器（14），全向天线与第二无线收发器电连接，所述第二微处理器分别与第二无线收发器、第二GPS定位仪、第二存储器、显示屏和报警器电连接，第二微处理器上设有确认按钮（15）；所述桥梁包括若干个桥孔和若干个桥柱，各个定向天线分别位于桥梁两侧的桥柱侧面上；其特征是， 所述控制方法包括如下步骤：

（1-1）在第一存储器中存储有桥梁位置地址，各个船舶的船舶编号，桥梁的桥孔尺寸和安全时间P和安全距离Q；第一GPS定位仪和安装于各个船舶上的第二GPS定位仪分别接收卫星导航信息；

各个船舶的第二GPS定位仪分别获得各个船舶位置地址和定位时间，各个船舶的第二微处理器分别将船舶位置地址、定位时间存储在第二存储器中；

水位传感器检测桥梁下方的水位，第一微处理器根据水位和桥孔的尺寸计算当前桥梁可通过的宽度及高度；

（1-2）第一微处理器每隔时间F通过第一无线收发器发射无线广播数据；

（1-3）任一个船舶终端A收到桥梁端向外发射无线广播数据后，船舶终端A与所述桥梁终端建立通信链路，船舶终端A的微处理器通过第二无线收发器将所述船舶终端A的位置地址、航速、航向、定位时间及船舶编号通过第二无线收发器发送给桥梁终端的第一无线收发器；

（1-4）第一无线收发器接收到船舶终端A的位置地址、航速、航向、定位时间及船舶编号后，第一微处理器计算桥梁与船舶终端A之间的距离S和与S相对应的航行时间T，第一微处理器将船舶终端A的船舶编号、S和T存储到第一存储器中；

（1-5）第一微处理器将第一存储器中8至12分钟内得到的各个船舶的航行时间T分别与安全时间P相比较，获得T＜P的8至12分钟内所有船舶的船舶编号，并将船舶编号组成附近船舶信息；

第一微处理器将当前桥梁的可通过宽度、高度数据和附近船舶信息组成报警数据信息，第一微处理器通过第一无线收发器将报警数据信息发送给T＜P并且S＜Q的各个船舶；

（1-6）当第一无线收发器给船舶终端A发送报警数据信息2至5分钟后还未收到船舶终端A的确认信息，则返回步骤（1-5）；

（1-7）任一个船舶终端A接收到报警数据信息后，船舶终端A的第二微处理器控制显示屏显示报警数据信息；

当Q／2＜S＜Q时，报警器进行1至5次声光报警；

当S≤Q／2时，报警器连续进行声光报警，当确认按钮被按下时，报警器停止报警；船舶终端A的第二微处理器控制第二无线收发器给第一无线收发器发送确认信息。

2.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞装置的控制方法，其特征是，所述第一GPS定位仪每隔时间间隔D重新获取一次当前时间N，所述第一存储器中还设有与日期及时间相关的历史潮汐数据，所述步骤（1-1）中的第一微处理器根据水位和桥孔的尺寸计算当前桥梁可通过的宽度及高度替换为第一微处理器根据当前时间N查询与N相对应的桥梁所在水域的潮汐数据，第一微处理器根据水位、潮汐数据和桥孔尺寸计算出当前桥梁的可通过宽度、高度。

3.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞装置的控制方法，其特征是，所述安全时间P为10分钟至15分钟。

4.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞装置的控制方法，其特征是，所述安全距离Q为1.8公里至5公里。

5.根据权利要求2所述的桥梁防碰撞装置的控制方法，其特征是，时间间隔D为1分钟至3分钟。