CN109493554A - 内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统及方法，由限高预警系统发射端和接收端组成；限高预警系统发射端包含：同步控制单元发射端，分别与其通信连接的近距离监测雷达和激光对射发射端；限高预警系统接收端包含：同步控制单元发射端，分别与其通信连接的激光对射接收端和声光报警器；根据监测雷达实时监测到的沿途航道上即将通过桥梁的船舶航行信息，启动激光对射发射端和激光对射接收端形成对射光路，当对射光路被遮蔽时，通过声光报警器发出船舶超高预警。本发明能对超过桥梁限定高度的船舶进行预警提醒和抓拍记录，不仅能够防止船舶因超高而与桥梁发生碰撞的事故，并且具有较低的虚警率。

Description

内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统及方法
技术领域
本发明涉及一种用于内河桥梁的限高预警系统及方法，具体是指用于内河桥梁的防撞低虚警率限高预警系统及方法，属于安全预警技术领域。
背景技术
内河水运是综合运输体系和水资源综合利用的重要组成部分，内河航道的桥梁数量众多，给航道运输带来了一定的阻碍和限制，同时内河航运的蓬勃发展也使得桥梁安全问题面临严峻的挑战。因此研究内河桥梁的安全防撞具有重要的价值与意义。
船舶超高引发的船桥相撞事故，在桥梁安全事故中占有很高的比例。若无法得知当前桥梁的净空高度和船舶的出水高度，则容易发生船舶因超高而冲撞桥梁的事故，造成桥梁的损伤甚至坍塌，严重阻碍道路交通和航道交通，也威胁着人民群众的生命安全。然而航道水位会因为季节变化、天气变化而出现较大的起伏，船舶出水高度也会因为所在货物的多少而发生变化，因此船舶超高检测预警具有一定的难度。
目前桥梁限高预警主要分为两种方法。一种是将测量的水位信息和测量的船舶出水高度进行对比，从而得出当前状态下的船舶是否超高。其中，水位测量通常采用超声波或激光反射原理，船舶高度测量则采用安装在桥梁上的CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)成像监测系统或在每艘船上增加测高装置和通信设备。但是，CCD成像监测系统不但成本高昂，而且容易受到雨、雾等恶劣天气的影响，导致测量精度收到影响，并且船载测高装置暂时不可能确保在所有船只上都有安装。因此上述的第一种方法并不适合桥梁限高预警。
第二种桥梁限高预警方法是在桥梁通航孔的最高平面上设置触发系统，一旦船舶超过这个高度则报警。该种方法不必考虑水位和船舶载重的变化，常用红外对射或激光对射技术在最高平面上设置触发线。但是，即便采用了多线对射方案，在实际使用过程中仍然会因为鸟雀或空中的漂浮物而产生虚警。
基于上述，本发明提出一种新型的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统及方法，以解决现有技术中存在的缺点和限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统及方法，能对超过桥梁限定高度的船舶进行预警提醒和抓拍记录，不仅能够防止船舶因超高而与桥梁发生碰撞的事故，并且具有较低的虚警率。
为了实现上述目的，本发明提供一种内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统，由相对设置在航道两侧500m～1000m距离内的限高预警系统发射端和限高预警系统接收端组成；所述的限高预警系统发射端包含：同步控制单元发射端，分别与该同步控制单元发射端通信连接的近距离监测雷达和激光对射发射端；所述的限高预警系统接收端包含：同步控制单元发射端，分别与该同步控制单元发射端通信连接的激光对射接收端和声光报警器；根据监测雷达实时监测到的沿途航道上即将通过桥梁的船舶航行信息，启动激光对射发射端和激光对射接收端形成对射光路，当对射光路被遮蔽时，通过声光报警器发出船舶超高预警。
所述的限高预警系统发射端还包含：分别与同步控制单元发射端通信连接的摄像机、网络通信模块和第一GPS防盗模块；所述的同步控制单元发射端包含：雷达数据解析模块，与监测雷达通信连接；激光对射发射端控制模块，与激光对射发射端通信连接，控制激光对射发射端的通电；摄像机联动模块，与摄像机通信连接，控制摄像机的触发联动抓拍；限高数据融合模块，通过网络通信模块与远程监控中心通信连接；第一GPS数据接收模块，与第一GPS防盗模块通信连接；第一无线数据传输模块，分别与雷达数据解析模块、限高数据融合模块和第一GPS数据接收模块通信连接，且与限高预警系统接收端进行无线通信。
所述的限高预警系统接收端还包含：分别与同步控制单元发射端通信连接的LED显示屏、VHF通信模块和第二GPS防盗模块；所述的同步控制单元发射端包含：激光对射接收端控制模块，与激光对射接收端通信连接，控制激光对射接收端的通电；声光报警控制模块，与声光报警器通信连接，控制声光报警器的通电；LED显示控制模块，与LED显示屏通信连接；VHF通信控制模块，通过VHF通信模块与沿途航道上的船舶通信连接；第二GPS数据接收模块，与第二GPS防盗模块通信连接；第二无线数据传输模块，通过第一无线数据传输模块与限高预警系统发射端进行无线通信。
所述的第一GPS防盗模块和第二GPS防盗模块均设置自备电池，在被盗后启动自备电池供电，并将实时位置信息通过GPRS发送至远程监控中心。
本发明还提供一种内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，采用上述的限高预警系统实现，包含以下步骤：
S1、限高预警系统初始化；
S2、监测雷达预警：监测雷达实时探测解析沿途航道上船舶的距离、角度和速度的数据信息，并由同步控制单元发射端计算得到船舶即将经过限高预警系统的时长t；
S3、激光对射限高：由同步控制单元发射端和同步控制单元发射端分别控制激光对射发射端和激光对射接收端上电形成对射光路，并维持上电时间t；
S4、遮蔽对射光路触发报警：在上电时间t内，如船舶超高则会遮蔽对射光路，触发声光报警器报警，继续执行S5；否则在上电时间t结束后，激光对射发射端和激光对射接收端断电，返回执行S2；
S5、同步控制单元发射端将船舶超高数据发送至远程监控中心。
所述的S1中，具体包含以下步骤：
S11、限高预警系统接收端初始化：
限高预警系统接收端上电，同步控制单元接收端的激光对射接收端控制模块通过继电器控制激光对射接收端断电；
第二GPS防盗模块将接收到的位置信息作为限高预警系统接收端的地址，传输至第二GPS数据接收模块，并通过第二无线数据传输模块传输至限高预警系统发射端；
S12、限高预警系统发射端初始化：
限高预警系统发射端上电，同步控制单元发射端的激光对射发射端控制模块通过继电器控制激光对射发射端断电；
第一GPS防盗模块将接收到的位置信息作为限高预警系统发射端的地址，传输至第一GPS数据接收模块，并通过第一无线数据传输模块传输至限高数据融合模块存储；
第一无线数据传输模块接收由第二无线数据传输模块传输的限高预警系统接收端的地址，并传输至限高数据融合模块存储。
所述的S2中，具体包含以下步骤：
S21、监测雷达发送能覆盖整个航道宽度的电磁波波束；当航道上有船舶经过时，监测雷达将探测数据实时传输至雷达数据解析模块；
S22、雷达数据解析模块解析出船舶的距离、角度和速度的数据；
S23、雷达数据解析模块根据船舶速度判断船舶航向；当船舶速度为负时，确定船舶远离桥梁，抛弃解析得到的数据；当船舶速度为正时，确定船舶接近桥梁，计算船舶即将经过限高预警系统的时间t。
所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、同步控制单元发射端通过第一无线传输模块和第二无线传输模块向同步控制单元接收端发送上电信号和上电时间t；
S32、同步控制单元发射端的激光对射发射端控制模块控制激光对射发射端上电，同步控制单元接收端的激光对射接收端控制模块控制激光对射接收端上电；
S33、激光对射发射端和激光对射接收端之间形成时长t的对射光路。
所述的S4中，如在上电时间t内，发生船舶超高遮蔽对射光路，具体包含以下步骤：
S41、声光报警控制模块通过继电器控制声光报警器触发报警；
S42、LED显示控制模块控制LED显示屏显示报警信息；VHF通信控制模块通过VHF通信模块向船舶发出停泊或返航通知；
S43、同步控制单元接收端通过第二无线传输模块和第一无线传输模块向同步控制单元发射端发送报警信号；
S44、同步控制单元发射端的摄像机联动模块通过继电器控制摄像机抓拍船舶超高的图像信息；
S45、上电时间t结束后，声光报警器、LED显示屏和VHF通信模块均停止工作，激光对射发射端和激光对射接收端断电，返回执行S2。
所述的S5中，具体为：同步控制单元发射端的限高数据融合模块将限高预警系统发射端的地址、限高预警系统接收端的地址、船舶超高的图像信息，通过网络传输模块发送至远程监控中心。
综上所述，本发明提供的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统及方法，能根据桥梁各通航孔的通航能力，对超过桥梁限定高度的船舶进行预警提醒和抓拍记录，便于事故问责；不仅能够防止船舶因超高而与桥梁发生碰撞的事故，并且具有较低的虚警率。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明利用监测雷达作为预警手段，只有在有船舶经过的情况下才启用激光对射，通过解析船舶的角度、速度、距离，计算出船舶的经过时间，通过同步控制单元的发射端和接收端动态调整激光对射的工作时长，极大的降低了虚警率，并且有利于延长系统的使用寿命；
2、多种报警方式的复合应用，确保在船舶超过限定高度时，船长能够及时得到通知，从而采取应急措施确保桥梁和船舶安全；
3、采用4G网络传输技术，避免了远程数据传输所需的复杂布线和超高费用，以更加灵活的方式对内河网络的所有桥梁进行监控；
4、本发明利用GPS和GPRS结合的防盗措施，保证了无人看守的限高预警系统的设备安全；另外GPS信息能够给设备提供位置需求，有利于内河桥梁防撞网络的建立和可视化。
附图说明
图1为本发明中的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统的安装位置图；
图2为本发明中的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统的结构框图；
图3为本发明中的限高预警系统发射端的工作流程图；
图4为本发明中的限高预警系统接收端的工作流程图；
图5为本发明中的监测雷达的安装参数对覆盖范围影响的示意图。
具体实施方式
以下结合图1～图5，通过优选实施例对本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。
如图2所示，为本发明提供的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统，由相对设置在航道两侧的限高预警系统发射端和限高预警系统接收端组成；其中，所述的限高预警系统发射端包含：同步控制单元发射端6，分别与该同步控制单元发射端6通信连接的近距离监测雷达3和激光对射发射端5；所述的限高预警系统接收端包含：同步控制单元发射端13，分别与该同步控制单元发射端13通信连接的激光对射接收端12和声光报警器14；根据监测雷达3实时监测到的沿途航道上即将通过桥梁的船舶航行信息，启动激光对射发射端5和激光对射接收端12形成对射光路，当对射光路被遮蔽时，通过声光报警器14发出船舶超高预警。
在本发明的优选实施例中，所述的限高预警系统发射端和限高预警系统接收端之间的间隔距离为500m～1000m。
所述的限高预警系统发射端还包含：分别与同步控制单元发射端6通信连接的摄像机4、网络通信模块7和第一GPS(Global Positioning System，全球定位系统)防盗模块8。在本发明的优选实施例中，所述的网络通信模块7采用4G网络通信模块。
所述的同步控制单元发射端6采用控制芯片实现，包含：雷达数据解析模块，与监测雷达3通信连接；激光对射发射端控制模块，与激光对射发射端5通信连接，通过设置继电器控制激光对射发射端5的通电；摄像机联动模块，与摄像机4通信连接，通过设置继电器控制摄像机4的触发联动抓拍；限高数据融合模块，通过网络通信模块7与远程监控中心通信连接；第一GPS数据接收模块，与第一GPS防盗模块8通信连接；第一无线数据传输模块，分别与雷达数据解析模块、限高数据融合模块和第一GPS数据接收模块通信连接，且与限高预警系统接收端进行无线通信。
如图1所示，所述的限高预警系统发射端还包含：第一立杆，固定设置在航道一侧；第一支撑架，固定设置在第一立杆上，该第一支撑架的高度与桥梁通航孔的净空高度一致，所述的监测雷达3、摄像机4和激光对射发射端5均固定安装在第一支撑架上；第一防水箱9，固定设置在第一立杆上，所述的同步控制单元发射端6、网络传输模块7和第一GPS防盗模块8均固定安装在第一防水箱9中；第一太阳能电池板1，固定设置在第一立杆的顶端；第一蓄电池2，安装在埋设于第一立杆底端土地里的地笼内，通过第一太阳能电池板1为第一蓄电池2充电，并由第一蓄电池2向限高预警系统发射端供电。
所述的第一GPS防盗模块8设置有自备电池，正常情况下，该第一GPS防盗模块8由第一蓄电池2供电，一旦被盗后，启动自备电池供电，并将实时位置信息通过GPRS(GeneralPacket Radio Service，通用分组无线服务)发送至远程监控中心。
所述的限高预警系统接收端还包含：分别与同步控制单元发射端13通信连接的LED显示屏15、VHF(Very High Frequency，甚高频)通信模块16和第二GPS防盗模块17。
所述的同步控制单元发射端13采用单片机实现，包含：激光对射接收端控制模块，与激光对射接收端12通信连接，通过设置继电器控制激光对射接收端12的通电；声光报警控制模块，与声光报警器14通信连接，通过设置继电器控制声光报警器14的通电；LED显示控制模块，与LED显示屏15通信连接；VHF通信控制模块，通过VHF通信模块16与沿途航道上的船舶通信连接；第二GPS数据接收模块，与第二GPS防盗模块17通信连接；第二无线数据传输模块，与限高预警系统发射端的第一无线数据传输模块进行无线通信，实现上电同步和数据交换。
如图1所示，所述的限高预警系统接收端还包含：第二立杆，固定设置在航道另一侧；第二支撑架，固定设置在第二立杆上，该第二支撑架的高度与桥梁通航孔的净空高度一致，即与第一支撑架的高度一致，所述的激光对射接收端12和声光报警器14均固定安装在第二支撑架上；第二防水箱18，固定设置在第二立杆上，所述的同步控制单元接收端13、VHF通信模块16和第二GPS防盗模块17均固定安装在第二防水箱18中，所述的LED显示屏15固定安装在第二立杆上，且位于第二防水箱18的上方；第二太阳能电池板10，固定设置在第二立杆的顶端；第二蓄电池11，安装在埋设于第二立杆底端土地里的地笼内，通过第二太阳能电池板10为第二蓄电池11充电，并由第二蓄电池11向限高预警系统接收端供电。
所述的第二GPS防盗模块17设置有自备电池，正常情况下，该第二GPS防盗模块17由第二蓄电池11供电，一旦被盗后，启动自备电池供电，并将实时位置信息通过GPRS发送至远程监控中心。
如图3和图4所示，本发明还提供一种内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，采用上述的限高预警系统实现，包含以下步骤：
S1、限高预警系统初始化；
S2、监测雷达3预警：监测雷达3实时探测解析沿途航道上船舶的距离、角度和速度的数据信息，并由同步控制单元发射端6计算得到船舶即将经过限高预警系统的时长t；
S3、激光对射限高：由同步控制单元发射端6和同步控制单元发射端13分别控制激光对射发射端5和激光对射接收端12上电形成对射光路，并维持上电时间t；
S4、遮蔽对射光路触发报警：在上电时间t内，如船舶超高则会遮蔽对射光路，触发声光报警器14报警，继续执行S5；否则在上电时间t结束后，激光对射发射端5和激光对射接收端12断电，返回执行S2；
S5、同步控制单元发射端6将船舶超高数据发送至远程监控中心。
所述的S1中，具体包含以下步骤：
S11、限高预警系统接收端初始化：
限高预警系统接收端上电，同步控制单元接收端13的激光对射接收端控制模块通过继电器控制激光对射接收端12断电；
第二GPS防盗模块17将接收到的位置信息作为限高预警系统接收端的地址，通过串口传输至同步控制单元接收端13中的第二GPS数据接收模块，并通过第二无线数据传输模块传输至限高预警系统发射端；
S12、限高预警系统发射端初始化：
限高预警系统发射端上电，同步控制单元发射端6的激光对射发射端控制模块通过继电器控制激光对射发射端5断电；
第一GPS防盗模块8将接收到的位置信息作为限高预警系统发射端的地址，通过串口传输至同步控制单元发射端6中的第一GPS数据接收模块，并通过第一无线数据传输模块传输至限高数据融合模块存储；
第一无线数据传输模块接收由第二无线数据传输模块传输的限高预警系统接收端的地址，并传输至限高数据融合模块存储。
所述的S2中，具体包含以下步骤：
S21、监测雷达3不断发送能够覆盖整个航道宽度的电磁波波束；当航道上有船舶经过时，监测雷达3将探测数据实时传输至同步控制单元发射端6的雷达数据解析模块；
S22、雷达数据解析模块解析出船舶的距离、角度和速度的数据；
S23、雷达数据解析模块根据船舶速度判断船舶航向；当船舶速度为负时，确定船舶远离桥梁，抛弃解析得到的数据；当船舶速度为正时，确定船舶接近桥梁，根据解析得到的数据(速度和距离)，计算船舶即将经过限高预警系统的时间t。
所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、同步控制单元发射端6通过第一无线传输模块和第二无线传输模块向同步控制单元接收端13发送上电信号和上电时间t；
S32、同步控制单元发射端6的激光对射发射端控制模块通过继电器控制激光对射发射端5上电，同步控制单元接收端13的激光对射接收端控制模块通过继电器控制激光对射接收端12上电；
S33、激光对射发射端5和激光对射接收端12之间形成时长t的对射光路。
所述的S4中，如在上电时间t内，发生船舶超高遮蔽对射光路，具体包含以下步骤：
S41、同步控制单元接收端13的声光报警控制模块通过继电器控制声光报警器14触发报警；
S42、同步控制单元接收端13的LED显示控制模块控制LED显示屏15显示报警信息；VHF通信控制模块通过VHF通信模块16向船舶发出停泊或返航通知；
S43、同步控制单元接收端13通过第二无线传输模块和第一无线传输模块向同步控制单元发射端6发送报警信号；
S44、同步控制单元发射端6的摄像机联动模块通过继电器控制摄像机4抓拍船舶超高的图像信息；
S45、上电时间t结束后，声光报警器14、LED显示屏15和VHF通信模块16均停止工作，激光对射发射端5和激光对射接收端12断电，返回执行S2。
所述的S5中，具体为：同步控制单元发射端6的限高数据融合模块将限高预警系统发射端的地址、限高预警系统接收端的地址、船舶超高的图像信息，通过网络传输模块7发送至远程监控中心。
本发明中，监测雷达3的发出的电磁波波束应覆盖整个航道的宽度，才能确保在监测过程中不会遗漏任意一艘船舶。如图5所示，雷达波束在坐标系o’x’y’z’中可表示为：
其中，θH为监测雷达的水平波束宽度，θV为监测雷达的垂直波束宽度；r表示雷达波束截面中心距离雷达中心的距离，α表示波束截面轮廓上的点与雷达波束截面中心连线与x’轴的夹角，范围是0～2π。
坐标系o’x’y’z’下的坐标应经过旋转和平移两步才能变换到大地坐标系oxyz中，大地坐标系oxyz常以桥梁下方河道的中心点作为原点，两个坐标系之间的坐标变换公式为：
[x y z]T＝o″Ro′[x′ y′ z′]T+oPo″；
其中，oPo″代表平移矩阵，即监测雷达在坐标系oxyz中的坐标；o″Ro′代表坐标系o”x”y”z”与坐标系o’x’y’z’的旋转矩阵，旋转矩阵采用欧拉角旋转顺序，雷达每次的旋转过程都是绕着当前坐标系进行，根据“右乘联体左乘基”定律，旋转矩阵的合成应按照变换顺序依次右乘。欧拉角旋转顺序共有12种，根据监测雷达安装的直观性和便利性，选择Z-X-Z或X-Y-X的旋转顺序。
本发明以定义Z-X-Z旋转顺序为例进行说明，定义以X轴旋转的角度为俯仰角逆时针旋转为正；以Z轴旋转的角度为偏转角θ，逆时针旋转为正。因此在监测雷达的监控几何模型中的坐标系o”x”y”z”应先以z”轴旋转θ，再以x”轴旋转通常为逆时针，因此为正值。旋转矩阵可表示为：
因此，监测雷达的雷达波束在坐标系oxyz中可表示为：
其中，xr，yr，zr表示从坐标系o”x”y”z”到坐标系oxyz的偏移量，即平移矩阵oPo″。因此当z＝0时，即可表示出雷达波束与水平面的截面轮廓。
综上所述，本发明提供的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统及方法，能根据桥梁各通航孔的通航能力，对超过桥梁限定高度的船舶进行预警提醒和抓拍记录，便于事故问责；不仅能够防止船舶因超高而与桥梁发生碰撞的事故，并且具有较低的虚警率。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统，其特征在于，由相对设置在航道两侧500m～1000m距离内的限高预警系统发射端和限高预警系统接收端组成；
所述的限高预警系统发射端包含：同步控制单元发射端，分别与该同步控制单元发射端通信连接的近距离监测雷达和激光对射发射端；
所述的限高预警系统接收端包含：同步控制单元发射端，分别与该同步控制单元发射端通信连接的激光对射接收端和声光报警器；
根据监测雷达实时监测到的沿途航道上即将通过桥梁的船舶航行信息，启动激光对射发射端和激光对射接收端形成对射光路，当对射光路被遮蔽时，通过声光报警器发出船舶超高预警。
2.如权利要求1所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统，其特征在于，所述的限高预警系统发射端还包含：分别与同步控制单元发射端通信连接的摄像机、网络通信模块和第一GPS防盗模块；
所述的同步控制单元发射端包含：
雷达数据解析模块，与监测雷达通信连接；
激光对射发射端控制模块，与激光对射发射端通信连接，控制激光对射发射端的通电；
摄像机联动模块，与摄像机通信连接，控制摄像机的触发联动抓拍；
限高数据融合模块，通过网络通信模块与远程监控中心通信连接；
第一GPS数据接收模块，与第一GPS防盗模块通信连接；
第一无线数据传输模块，分别与雷达数据解析模块、限高数据融合模块和第一GPS数据接收模块通信连接，且与限高预警系统接收端进行无线通信。
3.如权利要求2所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统，其特征在于，所述的限高预警系统接收端还包含：分别与同步控制单元发射端通信连接的LED显示屏、VHF通信模块和第二GPS防盗模块；
所述的同步控制单元发射端包含：
激光对射接收端控制模块，与激光对射接收端通信连接，控制激光对射接收端的通电；
声光报警控制模块，与声光报警器通信连接，控制声光报警器的通电；
LED显示控制模块，与LED显示屏通信连接；
VHF通信控制模块，通过VHF通信模块与沿途航道上的船舶通信连接；
第二GPS数据接收模块，与第二GPS防盗模块通信连接；
第二无线数据传输模块，通过第一无线数据传输模块与限高预警系统发射端进行无线通信。
4.如权利要求3所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警系统，其特征在于，所述的第一GPS防盗模块和第二GPS防盗模块均设置自备电池，在被盗后启动自备电池供电，并将实时位置信息通过GPRS发送至远程监控中心。
5.一种内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，其特征在于，采用如权利要求1～4中任一项所述的限高预警系统实现，包含以下步骤：
S1、限高预警系统初始化；
S2、监测雷达预警：监测雷达实时探测解析沿途航道上船舶的距离、角度和速度的数据信息，并由同步控制单元发射端计算得到船舶即将经过限高预警系统的时长t；
S3、激光对射限高：由同步控制单元发射端和同步控制单元发射端分别控制激光对射发射端和激光对射接收端上电形成对射光路，并维持上电时间t；
S4、遮蔽对射光路触发报警：在上电时间t内，如船舶超高则会遮蔽对射光路，触发声光报警器报警，继续执行S5；否则在上电时间t结束后，激光对射发射端和激光对射接收端断电，返回执行S2；
S5、同步控制单元发射端将船舶超高数据发送至远程监控中心。
6.如权利要求5所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，其特征在于，所述的S1中，具体包含以下步骤：
S11、限高预警系统接收端初始化：
限高预警系统接收端上电，同步控制单元接收端的激光对射接收端控制模块通过继电器控制激光对射接收端断电；
第二GPS防盗模块将接收到的位置信息作为限高预警系统接收端的地址，传输至第二GPS数据接收模块，并通过第二无线数据传输模块传输至限高预警系统发射端；
S12、限高预警系统发射端初始化：
限高预警系统发射端上电，同步控制单元发射端的激光对射发射端控制模块通过继电器控制激光对射发射端断电；
第一GPS防盗模块将接收到的位置信息作为限高预警系统发射端的地址，传输至第一GPS数据接收模块，并通过第一无线数据传输模块传输至限高数据融合模块存储；
第一无线数据传输模块接收由第二无线数据传输模块传输的限高预警系统接收端的地址，并传输至限高数据融合模块存储。
7.如权利要求5所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，其特征在于，所述的S2中，具体包含以下步骤：
S21、监测雷达发送能覆盖整个航道宽度的电磁波波束；当航道上有船舶经过时，监测雷达将探测数据实时传输至雷达数据解析模块；
S22、雷达数据解析模块解析出船舶的距离、角度和速度的数据；
S23、雷达数据解析模块根据船舶速度判断船舶航向；当船舶速度为负时，确定船舶远离桥梁，抛弃解析得到的数据；当船舶速度为正时，确定船舶接近桥梁，计算船舶即将经过限高预警系统的时间t。
8.如权利要求5所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，其特征在于，所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、同步控制单元发射端通过第一无线传输模块和第二无线传输模块向同步控制单元接收端发送上电信号和上电时间t；
S32、同步控制单元发射端的激光对射发射端控制模块控制激光对射发射端上电，同步控制单元接收端的激光对射接收端控制模块控制激光对射接收端上电；
S33、激光对射发射端和激光对射接收端之间形成时长t的对射光路。
9.如权利要求6所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，其特征在于，所述的S4中，如在上电时间t内，发生船舶超高遮蔽对射光路，具体包含以下步骤：
S41、声光报警控制模块通过继电器控制声光报警器触发报警；
S42、LED显示控制模块控制LED显示屏显示报警信息；VHF通信控制模块通过VHF通信模块向船舶发出停泊或返航通知；
S43、同步控制单元接收端通过第二无线传输模块和第一无线传输模块向同步控制单元发射端发送报警信号；
S44、同步控制单元发射端的摄像机联动模块通过继电器控制摄像机抓拍船舶超高的图像信息；
S45、上电时间t结束后，声光报警器、LED显示屏和VHF通信模块均停止工作，激光对射发射端和激光对射接收端断电，返回执行S2。
10.如权利要求9所述的内河桥梁防撞低虚警率限高预警方法，其特征在于，所述的S5中，具体为：同步控制单元发射端的限高数据融合模块将限高预警系统发射端的地址、限高预警系统接收端的地址、船舶超高的图像信息，通过网络传输模块发送至远程监控中心。
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