CN110189502A - 具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标及报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标及报警方法，该山区航道航标包括航标本体，并在航标本体上固定安装有静水压力释放器、AIS系统设备和报警设备，所述静水压力释放器设于航标本体的中下部且在正常情况下位于水面以上；所述AIS系统设备和报警设备设于静水压力释放器上方且距离静水压力释放器有一高度，所述静水压力释放器分别与AIS系统设备、报警设备连接，所述AIS系统设备与报警设备连接。该航标具有滑坡涌浪险情报警和自动驱离滑坡险情附近水上交通工具和沿江两岸人群及车辆功能，对于山体滑坡水上险情传达来讲具有十分重要的实践意义和应用价值。

Description

具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标及报警方法

技术领域

本发明涉及水上交通技术领域，具体涉及具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标及报警方法。

背景技术

不少山区航道，两岸山体在雨水冲淋及河水涨落冲刷下形成反复频繁发生的滑坡体。长江三峡河道多发山体滑坡，尤其是湖北宜昌至重庆云阳的长约250公里峡谷河段尤为显著。长江三峡工程蓄水成库后，库区两岸山体滑坡风险更为严重。据调研了解，三峡库区两岸山体滑坡风险点已达3000余处。滑坡体滑入航道中淤高河床和直接损坏航运基础设施，同时其形成的巨大涌浪还会造成附近航行作业船舶的覆没和航标的灭失。2015年6月24日，重庆巫山大宁河江东寺（长江北岸）突发大面积滑坡，引发高达6米的巨大涌浪，造成在对面江岸趸船系泊的1艘14米长海巡艇沉没，造成在隔江对面水域锚泊的7艘小渔船和5艘自用船翻沉，另造成有21艘系泊船舶断缆漂航。

滑坡涌浪灾害造成的水上安全风险不仅与山体滑坡的演进阶段、环境诱发条件有关，还与滑坡涌浪的产生传播条件等有关。目前没有任何一项预报能准确预报山体滑坡会或者不会发生。地质灾害预报部门主要是根据滑坡演进状态及前期征兆特征进行山体滑坡风险的概率预报，并将预警信息传递给社会。

当存在山体滑坡风险时，海事部门主要结合地质灾害预报部门的预警信息和实践经验发布水上安全预警和利用海巡艇巡逻清空航道的方式实施水上交通管制，一旦滑坡突然发生，海巡艇自身便遭遇严重的危险。此外，对于滑坡体附近的沿江两岸人群、车辆等，则有陆上交通管制部门进行清离，一旦滑坡突然发生，实施清离工作人员自身便遭遇严重的危险。

目前市场上滑坡预警装置主要是进行滑坡监测和预警，而没有滑坡涌浪险情报警和自动驱离滑坡险情附近水上交通工具和沿江两岸人群及车辆的功能。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种具有滑坡涌浪险情报警和自动驱离滑坡险情附近水上交通工具和沿江两岸人群及车辆功能的具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标及报警方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标，包括航标本体，在航标本体上固定安装有静水压力释放器、AIS系统设备和报警设备，所述静水压力释放器设于航标本体的中下部且在正常情况下位于水面以上；所述AIS系统设备和报警设备设于静水压力释放器上方且距离静水压力释放器有一高度，所述静水压力释放器分别与AIS系统设备、报警设备连接，所述AIS系统设备与报警设备连接。

进一步地，所述报警设备包括声响报警器和灯光报警器。

进一步地，所述AIS系统设备和报警设备通过支撑平台固定安装在航标本体上，所述支撑平台固定在航标本体上。

滑坡涌浪险情报警方法，采用前面所述的具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标实现，具体报警方法包括以下步骤：

根据实际环境条件设定临界触发浪高值，当滑坡前期产生的实际涌浪高度大于或者等于临界触发浪高值时，涌浪对静水压力释放器产生的垂直方向压力使得静水压力释放器开启，进而触发所述静水压力释放器对应航标的报警设备报警，同时触发AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km同类其它航标的报警设备报警，同时向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警；所述临界触发浪高值等于静水压力释放器的静水淹没触发深度和正常情况下静水压力释放器距离水面的高度之和；

和/或

根据人工研判认为存在滑坡险情，岸边持有AIS设备的工作人员向滑坡险情处对应的航标的AIS系统设备发射AIS信号，然后所述航标的AIS系统设备触发其报警设备报警，同时所述航标的AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km同类其它航标进行报警，同时向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明具有自动报警功能，一旦发生滑坡前期滑移，其产生的实际涌浪高度大于或者等于临界触发浪高值（临界触发浪高值≥1.0 m，也可根据滑坡实际环境条件自行设定临界触发浪高值）时，涌浪对静水压力释放器产生的垂直方向压力使得静水压力释放器开启，进而触发静水压力释放器对应航标进行声响灯光报警，同时触发AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km的同类其它航标进行声响灯光报警，避免了人工巡查发现险情再报警的缺点，实现第一时间报警。

2、本发明具有人工触发AIS报警功能，即使滑坡没有发生前期滑移，根据人工研判认为存在滑移险情时，可由人工发射AIS信号，触发最近的初始航标进行声响灯光报警，最近的初始航标同时发射AIS信号触发附近3~10 km的同类其它航标进行声响灯光报警，避免了利用海巡艇进行预警及水上交通管制和利用陆上车辆扩音播报预警及沿岸管制的自身风险，具有操作简便、实用的特点。

3、本发明具有远程报警功能，在滑坡险情影响河段报警示警的同时还可向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警，避免了险情层层上传的工序和信息误传的风险。

附图说明

图1-本发明结构示意图。

图2-本发明设备功能模块组成示意图。

图3-本发明航标使用示意图。

图4-本发明报警流程示意图。

其中：1-航标本体；2-静水压力释放器；3-AIS系统设备；4-报警设备；5-支撑平台；6-水面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参见图1，具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标，包括航标本体1，并在航标本体1上固定安装有静水压力释放器2、AIS系统设备3和报警设备4，所述静水压力释放器2设于航标本体1的中下部且在正常情况下位于水面6以上；所述AIS系统设备3和报警设备4设于静水压力释放器2上方且距离静水压力释放器2有一高度，所述静水压力释放器2与AIS系统设备3连接，所述静水压力释放器2与报警设备4连接，所述AIS系统设备3与报警设备4连接。所述静水压力释放器和AIS系统设备共同构成触发模块，同时AIS系统设备构成通信模块。这里AIS系统设备3与报警设备4连接后，声响报警器和灯光报警器能在AIS系统设备的电子信号（AIS信号）下启动（触发）和关闭。

所述航标本体为适应航道水流环境的水面漂浮载体，承载静水压力释放器、AIS系统设备和报警设备。所述报警设备4包括声响报警器和灯光报警器，所述声响报警器和灯光报警器构成报警模块。

所述AIS系统设备3和报警设备4通过支撑平台5固定安装在航标本体1上，所述支撑平台5固定安装在航标本体1上。

所述静水压力释放器是用于系附于船舶的自由漂浮装置（如救生筏，卫星应急无线电示位标等）在船舶沉没或其他需释放时能通过自动和人工方式释放的装置。

所述AIS系统设备是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。所述AIS系统设备具有编译功能，并设计开发有专用的报警按钮，其报警按钮能在静水压力释放器的机械作用力下启动和其它AIS设备发出的AIS信号控制下启动和停止，并能将航标实际位置、险情信息等动静态资料以AIS信息的形式向附近水域的同类航标和险情监控工作站发送。

所述声响报警器和灯光报警器的机械开关与静水压力释放器连接；AIS系统设备上设有专用的报警按钮，AIS系统设备通过所述报警按钮与静水压力释放器连接；这样，当静水压力释放器的阀门在静水压力作用下开启后，其传递的机械作用力作用于声响报警器和灯光报警器的机械开关以及AIS系统设备的专用报警按钮，使得声响报警器、灯光报警器和AIS系统设备在静水压力释放器机械作用力下被开启（触发），AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km同类其它航标的报警设备报警，同时向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警。

航标本体、触发模块、通信模块和报警模块形成的设备功能模块组成示意图如图2所示。

滑坡涌浪险情报警方法，采用前面所述的具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标实现，具体报警方法包括以下步骤：

根据实际环境条件设定临界触发浪高值c，当滑坡前期产生的实际涌浪高度大于或者等于临界触发浪高值时，涌浪对静水压力释放器产生的垂直方向压力使得静水压力释放器开启，进而触发静水压力释放器对应航标（称为初始航标）的报警设备报警，同时触发AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km同类其它航标进行报警，同时向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警；所述临界触发浪高值c等于静水压力释放器的静水淹没触发深度b和正常情况下静水压力释放器距离水面的高度a之和。

这里可设定临界触发浪高值≥1.0 m，也可根据滑坡实际环境条件自行设定临界触发浪高值。这是因为山体滑坡通常有前期滑移征兆，当环境条件进一步恶化后而激发大规模山体滑坡，静水压力释放器就是利用滑坡前期滑移产生的涌浪产生的垂直方向压力进行开启，进而触发初始航标进行声响灯光报警，同时触发具有编译功能的AIS系统设备向外发射AIS信号。

和/或

根据人工研判认为存在滑坡险情，岸边持有AIS设备的工作人员向存在滑坡险情对应的航标（即初始航标）的AIS系统设备发射AIS信号，然后AIS系统设备触发初始航标的报警设备报警，同时初始航标AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km同类其它航标进行声响灯光报警，同时向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警。

这样，即使滑坡没有发生前期滑移，根据人工研判认为存在滑移险情时，可由人工发射AIS信号，触发具有编译功能的AIS系统设备，AIS系统设备再触发初始航标进行声响灯光报警和向外发射AIS信号，因此具有编译功能的AIS系统设备能在静水压力释放器或人工AIS信号触发下，发射AIS信号触发附近3~10 km的同类其它航标进行声响灯光报警，同时还可向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警；声响报警器、灯光报警器分别用于发出声响和灯光报警，以驱离滑坡险情影响范围内水上交通工具和沿江两岸人群及车辆。

具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标的使用示意图和报警流程图分别如图3和图4所示。如图3所示，当初始航标进行声响灯光报警，位于其附近3~10 km的同类其它航标也会在初始航标发出的AIS信号触发下进行声响灯光报警。

具体地，具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标的报警方法分为以下几种：

（1）自动报警

一旦发生滑坡前期滑移，其产生的实际涌浪高度大于或者等于临界触发浪高值（临界触发浪高值≥1.0 m，也可根据滑坡实际环境条件自行设定临界触发浪高值）时，涌浪对最近的初始航标的静水压力释放器产生的垂直方向压力使得静水压力释放器开启，进而触发最近的初始航标进行声响灯光报警，最近的初始航标同时发射AIS信号触发附近3~10 km的同类其它航标进行声响灯光报警。

（2）人工AIS报警

即使滑坡没有发生前期滑移，根据人工研判认为存在滑移险情时，可由人工发射AIS信号，触发最近的初始航标的AIS系统设备进而启动声响灯光报警，最近的初始航标同时发射AIS信号触发附近3~10 km的同类其它航标进行声响灯光报警。

（3）远程报警

一旦发生滑坡前期滑移，其产生的实际涌浪高度大于或者等于临界触发浪高值（临界触发浪高值≥1.0 m，也可根据滑坡实际环境条件自行设定临界触发浪高值）时，涌浪对静水压力释放器产生的垂直方向压力使得静水压力释放器开启，进而触发最近的初始航标进行声响灯光报警；即使滑坡没有发生前期滑移，根据人工研判认为存在滑移险情时，可由人工发射AIS信号，触发最近的初始航标的AIS系统设备进而启动声响灯光报警；被触发的初始航标AIS系统设备可向附近80~100km内的险情监控工作站进行AIS信息报警。

4）停止报警

当报警时效达到相应的功能效果时，可人工发射AIS信号触发最近的初始航标的AIS系统设备停止报警。

若不使用人工停止方式，当报警时间达到相应的设定时间（可人为设定为4、6、12、24小时等）后也可自动停止报警。

本发明避免了利用海巡艇进行水上预警及交通管制和利用陆上车辆扩音播报预警及驱沿江两岸人群及车辆的自身风险，该航标具有操作简便、经济廉价、实用的特点，经生产改进后可推广应用于具有滑坡风险点的山区航道，及时抓住山体滑坡险情预警报警的“黄金时间”，对于山体滑坡水上险情传达来讲具有十分重要的实践意义和应用价值。

最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标，包括航标本体，其特征在于，在航标本体上固定安装有静水压力释放器、AIS系统设备和报警设备，所述静水压力释放器设于航标本体的中下部且在正常情况下位于水面以上；所述AIS系统设备和报警设备设于静水压力释放器上方且距离静水压力释放器有一高度，所述静水压力释放器分别与AIS系统设备、报警设备连接，所述AIS系统设备与报警设备连接。

2.根据权利要求1所述的具有滑涌浪险情报警功能的山区航道航标，其特征在于，所述报警设备包括声响报警器和灯光报警器。

3.根据权利要求1所述的具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标，其特征在于，所述AIS系统设备和报警设备通过支撑平台固定安装在航标本体上，所述支撑平台固定在航标本体上。

4.滑坡涌浪险情报警方法，其特征在于，采用权利要求1所述的具有滑坡涌浪险情报警功能的山区航道航标实现，具体报警方法包括以下步骤：

根据实际环境条件设定临界触发浪高值，当滑坡前期产生的实际涌浪高度大于或者等于临界触发浪高值时，涌浪对静水压力释放器产生的垂直方向压力使得静水压力释放器开启，进而触发所述静水压力释放器对应航标的报警设备报警，同时触发AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km同类其它航标的报警设备报警，同时向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警；所述临界触发浪高值等于静水压力释放器的静水淹没触发深度和正常情况下静水压力释放器距离水面的高度之和；

和/或

根据人工研判认为存在滑坡险情，岸边持有AIS设备的工作人员向滑坡险情处对应的航标的AIS系统设备发射AIS信号，然后所述航标的AIS系统设备触发其报警设备报警，同时所述航标的AIS系统设备向外发射AIS信号，进而触发附近3~10 km同类其它航标进行报警，同时向附近80~100 km内的险情监控工作站进行AIS信息报警。