CN111749201A - 桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统 - Google Patents

Abstract

桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，前置常潜式布设柔性拦截设施，利用预警系统通过磁感应受控触发对气囊充气并使其浮出水面，包括：防船撞拦截装置、预警系统、充气系统和电源系统；防船撞拦截装置为柔性拦截装置，防船撞拦截装置包括安装在两部趸船之间的袋式气囊；预警系统中包括通过系带在两侧趸船之间的水下钢索布置的磁感应器阵列，防船撞拦截装置设置于桥墩的上游或下游，用于防止行船与所述桥墩发生碰撞；气囊启动状态下，水面以上高度为0.5～4m，对300t级以上船舶实施有效拦截。气囊拦阻简单有效，适应于恶劣环境下运行，远距离前置拦阻来船撞击桥墩桥体，对桥墩设施和船舶实施有效保护。

Description

桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统

技术领域

本发明属于IPC分类E02B3/26海岸、海港等固定海洋结构物的航运设备防护技术或E01F15/14用于桥墩或道路安全岛局部防护技术，或G08G3/00海上航行器的交通控制系统；或G08G3/02交通设施防船撞系统；涉及与桥体防护相关的航迹探测技术以及可控拦截技术，尤其是桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统。

背景技术

随着经济发展和满足经济发展需要，国内桥梁技术得到充分发展，跨江大桥、跨海大桥不断新建。同时船舶发展呈现大型化趋势，船舶流量与日俱增，往来交通愈发频繁。由于中小型船舶航行时存在不按规定航路航行的情况，因此船撞桥事故屡见不鲜，给国家经济和人民生命财产安全造成极大的创伤，船桥碰撞事故的频繁发生，给桥梁和船舶的运行带来了隐患，从而引发了新的研究。

桥墩柔性防撞技术已经开始引起广泛重视。桥墩柔性防撞的物理意义是指：初撞时反力小位移大、吸能大、反力作功小。其中初撞时反力小位移大是容易实现的，用中空的管状或圈状的防撞元件便可以，它的“力-位移”曲线(“F-△L”曲线)的数学特征是凹曲线，即y”>0。但要同时吸能大，能量被防撞装置消耗掉，船的损坏就小，因此不能用橡皮管、橡皮圈，因为橡皮弹性好、吸能少。在“力-位移”曲线的特征是返回段下的面积小。橡胶厂给用户提供的碰垫“力-位移”曲线，只有上升段，而且是用静载荷作出的，凸曲线为鼓形碰垫，凹曲线为管形碰垫。可以看出中空的管状或圈状的防撞元件已经实现初撞时反力小位移大。

目前，海洋环保日益被重视，1982年中国颁布海洋环境保护法，追究破坏海洋环境者的责任。船撞桥墩时，如撞破燃油舱或液货船的液货舱壁，使油料或化学品外泄，引起的后果就不仅是桥梁、船东和货主的损失，更严重的是破坏海洋环境；不仅有当时的人身和财产的损失，也可能危害深远。

传统认为桥墩防撞只要保护桥即可。实际上桥墩是水中新建的障碍物，桥位、桥型和净宽选择不当时，船撞桥事故便会增加。正确地选择桥位、桥型和净宽，采用足够的海事设施和管理，提高海员素质做到安全驾驶，并在桥墩设置柔性防撞装置，在桥、船双方的努力下，便有可能大幅度减少船撞桥事故的发生。

已经公开的一种桥墩柔性防撞的装置技术，描述工作过程包括：桥墩的防撞装置要柔软，当船万一撞上桥墩时，防撞装置稍为后退一点，同时给船头一个侧向力，拨开船头，使船的动能大部分保留在船上；同时防撞装置消耗掉一部分能量。消耗掉的这部分能量是不对船作功的，如果它占的比例大，便减轻了对船的破坏。

当然，实现桥墩柔性防撞的途径还不只是这一类，液体、气体和固体的缓冲原理均有可能作成防撞装置，比如：

1)液压缸缓冲装置：例如航空母舰上的拦阻系统，油缸阻尼加上一组1:10的钢丝绳滑轮组，使40吨重、速度为70m/s的飞机在50m内停下来。但液压缸系统在桥墩周围设置比较困难，有一种利用液压原理在研究“充水胶囊束”技术，也是有前途的。

2)橡胶气囊装置：例如浮式充气橡胶碰垫。已有海洋平台使用过，接触面足够柔软，但吸能少，价值很高，适应侧面靠船，目前还不适合桥墩柔性防撞的要求。

3)钢丝绳复合吸能防撞圈：这是一种专门为防御船撞桥而研制出来的、固体摩擦和变形吸能的元件，具有大的吸能比，外面加上能使多圈同期作用的钢围，尖形的钢围能滑开船头，使大部分动能保留在船上而不参与交换，便可实现桥墩柔性防撞。现在生产的钢丝绳复合吸能防撞圈，大号的每个吸能10000-20000J，要成百上千个才能实现桥墩防御大船的撞击，于是在防撞圈之外作一钢围，一方面将船撞上来的力及时分布到各个防撞圈，另一方面将船头滑开。因此，钢围必须强度大、刚性好。船头撞上桥墩外面的防撞装置的钢围后，一段时间内力上升很少，船只基本上以其原速沿钢围外壁滑动，船头受侧向力以船的重心为轴转动，通常认为要转动运动中的船的船头，其力小于船头从静到动的力，就是小于船首离码头时所需的侧推力，即将船头由静止到开始运动的力。

同时，查得已公开专利文献较少。

武汉理工大学提出的中国专利申请201410242390.3属于桥梁安全的技术领域，特别涉及一种桥墩的防护装置。包括环绕在矩形桥墩四周的、矩形环状的防撞消能圈，防撞消能圈包围在桥墩的四周，并且浮于水面上，可自由漂移。防撞消能圈上，安装有安全气囊装置，安全气囊装置包括设置在防撞消能圈内部的撞击传感器、控制器、气体发生器，设置在防撞消能圈的内壁上、与气体发生器相连接的气袋。船只撞击到防撞消能圈的外壁，撞击传感器将信号传输给控制器；控制器触发气体发生器点火后，迅速产生大量的气体展开气袋，形成的气囊夹在船体(消能圈)与桥墩之间，大量吸收船体的动能，产生有效的缓冲作用。

中铁十九局集团第七工程有限公司提出的中国专利申请201520752502.X提供了一种桥墩防护装置，其特征在于，所述桥墩防护装置包括：减震块，所述减震块为橡胶材质的矩形块，均匀分布于桥墩的四周并与桥墩周壁固定接合；防护框，防护框为带内腔的矩形金属框，所述防护框的内壁均与所述减震块紧密贴合；保护气囊，所述保护气囊包围并紧贴所述防护框，处于所述桥墩防护装置的最外层。从上述方案中可见，三层撞击缓冲带，充分吸收撞击力从而把桥墩受到的撞击力充分减少，保护桥墩，延长桥墩及桥梁的寿命，降低较大撞击造成桥梁倒塌的几率，实现高安全性的桥墩保护。

武汉理工大学提出的中国专利申请201911185251.0公开了一种桥墩防撞气囊套箱装置，包括套箱、防撞气垫、气囊、气体发生器以及充气控制装置，套箱环绕于桥墩外侧且可漂浮于水面上，套箱的外侧壁上安装有防撞气垫，套箱的内侧壁上安装有折叠放置的气囊以及与气囊连通的气体发生器，充气控制装置位于套箱内部，气体发生器通过充气管与气囊连接以对其充气。本发明提出的桥墩防撞气囊套箱装置，气囊损坏后只用更换气囊而不用更换套箱，可降低防撞装置的更换成本。另外，通过气囊和防撞气垫的组合可以较大吸收船舶撞击的动能。

广州海事科技有限公司提出的中国专利申请201920438615.0公开了一种桥梁防撞安全气囊，包括安全气囊和外壳；所述安全气囊安装在外壳之中；所述外壳包括面板、底板和若干连接杆；所述底板的形状与安装在桥梁处的形状相适应；所述连接杆为弹性连接杆；所述连接杆的一端与面板固定连接，另一端与底板固定连接，所述底板有若干安装通孔。本实用新型的桥梁防撞安全气囊可以根据需要安装在桥跨和桥墩上，能够同时保护到桥跨和桥墩；另外使用了安全气囊和弹性连接干的双重吸能防撞结构，能够有效减小船舶对桥墩和桥跨带来的撞击损害，而且在非碰撞状态下能够折叠收纳，减少与外界的接触面积，能够减少风雨对其的损耗，增加其的使用期限。

武汉理工大学提出的中国专利申请201910864739.X公开了一种桥梁防撞应急安全气囊控制方法，包括以下步骤：实时获取位于设定监控区域内的目标船舶信息以及环境信息；根据数据模型双驱动的神经网络技术建立船桥碰撞模型；当船桥碰撞模型中监控到船舶进入船桥碰撞预警区时，开启报警功能；当船桥碰撞模型中监控到船舶进入船桥碰撞紧急区时，判断船舶是否会与桥墩发生有碰撞，如判断会发生碰撞，则控制打开气囊的电控阀门；当船桥碰撞模型中监控到船舶进入船桥碰撞危险区时，实时监控防撞气囊中剩余气量。实现了对桥梁防撞气囊进行精确控制，使得气囊在达到船舶预测碰撞点前能够迅速为防撞气囊完成充气过程。

目前，关于桥墩防撞所采取的的措施基本都为被动式拦阻，大致分为两种方式，一种为在桥墩区域布置防撞墩，采用特定结构确保船舶撞击防撞墩后不会继续撞击桥墩，但由于该方式维护成本较高，防撞能力有限。因此，衍生出另一种防撞方式，在桥墩上下游一定距离处，布置拦阻设施。但由于拦阻设施在水面以上，拦阻效率受水上环境影响，同时，对周边环境以及生物也产生一定影响。

发明内容

本发明的目的是提供桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，适应于恶劣环境下运行，可有效解决行船与桥墩发生碰撞的问题。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：前置常潜式布设柔性拦截设施，结合利用预警系统通过磁感应受控触发对气囊充气浮出，远距离拦阻来船主动防船撞桥墩桥体；包括：防船撞拦截装置、预警系统、充气系统和电源系统；防船撞拦截装置为柔性拦截装置，防船撞拦截装置包括安装在两部趸船之间的袋式的气囊；充气系统和电源系统安装在趸船上，预警系统、充气系统与电源系统连接，通过气泵驱动装置连接到气囊；预警系统中包括通过系挂在两侧趸船之间的水下钢索布置的磁感应器阵列，电源系统放置于系泊的趸船上；防船撞拦截装置设置于桥墩的上游或下游，用于防止所述桥墩与行船发生碰撞；其中，柔性防船撞拦截装置拦截主体为气囊，未启动状态下，使拦截防船撞装置悬浮于水面以下，两侧依靠趸船进行固定；气囊启动状态下，水面以上高度为0.5～4m，对300t级以上船舶实施有效拦截。

尤其是，电源系统为超级电容光伏供电系统，包括太阳能电板、太阳能蓄电池、智能控制器、超级电容器模组；智能控制器中包括DC-DC控制器、集成控制器和超级电容模组。

尤其是，磁感应器为三分量磁通门传感器，其中，安装有磁测量单元和数据采集及处理模块；磁测量单元所在位置处的磁场三分量值，数据采集及处理模块用于接受所述磁测量单元的传输数据，并进行固有误差修正和转化处理后输出磁场数据；并且，基于以上磁场数据的启动气囊前置拦阻系统工作步骤包括：

步骤一，来船船体进入磁感应器阵列，磁测量单元开始实时采集数据，获取关于船体磁场信息数据；

步骤二，数据采集及处理模块接受关于船体磁场信息数据，进行固有误差修正和转化处理，并将被测目标来船的传感器测量坐标系转化成地理坐标系；

步骤三，若是检测到来船船体驶入桥墩周围的危险区域，则打开柔性拦截装置，若否，则继续检测。

上述中，数据采集及处理模块通过固有误差修正和转化处理，测量来船船体所在位置，所述固有误差修正和转化处理包括以下步骤：

步骤1，磁测量单元开始实时采集获取n组关于来船船体磁场信息的数据；

步骤2，数据采集及处理模块根据获取的n组初始数据进行校正模型参数计算；

步骤2.1，建立磁传感器自校正模型，考虑零位误差、标度误差和正交误差：

B＝O_PS_P(B_M-Z_P)

式中，B_M为传感器测量的外磁场向量，B为实际的外磁场向量；O_P为正交误差矩阵；S_P为标度误差矩阵；Z_P零位误差向量。α，β，γ，s_x，s_y，s_z为该自校正模型的9个误差校正参数；

步骤2.2，定义目标函数为：

利用遗传算法求解上述步骤的9个误差校正参数,α，β，β，s_x，s_y，s_z。

步骤3，利用步骤2中计算得到的校正模型，结合磁感应器布置的位置，得到被测来船目标的磁场特征。

尤其是，充气系统包括充气导管、高压气瓶和信号接收及控制装置。如附图4所示，电源系统中的太阳能电板和太阳能蓄电池安装在趸船顶面水面线以上，信号接收及控制装置安装在趸船上而且其天线处于水面线以上，高压气瓶安装在趸船船体中，趸船通过锚链系泊，高压气瓶通过充气导管连接气囊。

尤其是，两部趸船后端之间直线连接的气囊上侧间隔绑扎系装浮球，常态下，气囊未充气，沉入水下，而且，在两部趸船朝向即将闯入来船方向的前部之间水面线以下以至少两根水下钢索连接，并在水下钢索上均匀安装磁感应器阵列。

尤其是，气囊底部安装配重。

尤其是，电源系统中的太阳能电板和太阳能蓄电池安装在趸船顶面水面线以上，信号接收及控制装置安装在趸船上而且其天线处于水面线以上，高压气瓶安装在趸船船体中，趸船通过锚链系泊，高压气瓶通过充气导管连接气囊。

尤其是，常态下，气囊未充气，沉入水下30～50CM，或者，通过配重沉于水底或泥面，待充气后上浮至水面，并且顶面高于水面线以上0.5～4m。

尤其是，防船撞拦截装置靠近安装在桥墩旁，或者安装在桥梁下航道上。

本发明的优点和效果：创新常潜式柔性拦阻新方法，前置与桥体桥墩设施外，无船舶闯入期间，潜于水下，待有船舶闯入时再发挥作用。气囊拦阻装置构件简单有效，减少对于船舶的伤害；可避免大风浪条件下因机关复杂而异常失灵；既有利于大风浪下结构稳定性，又减少对于周边景观的影响；在锚定设施达到极限状态时效内，甚至在船舶与桥墩碰撞时能产生有效缓冲作用。

附图说明

图1为本发明实施例1中防船撞拦截装置结构示意图。

图2为本发明实施例1中防船撞拦截装置的气囊充气后浮上水面示意图。

图3为本发明实施例1中电源系统结构示意图。

图4为本发明实施例1中趸船横向垂直断面结构示意图。

图5为本发明实施例1中拦阻系统状态一纵向主视立面结构示意图。

图6为本发明实施例1中拦阻系统状态一纵向俯视平面结构示意图。

图7为本发明实施例1中拦阻系统状态二纵向主视立面结构示意图。

图8为本发明实施例1中拦阻系统状态二纵向俯视平面结构示意图。

图9为本发明实施例1中拦阻系统状态三纵向主视立面结构示意图。

图10为本发明实施例1中拦阻系统状态三纵向俯视平面结构示意图。

图11为本发明实施例1中拦阻系统状态四纵向主视立面结构示意图。

图12为本发明实施例1中拦阻系统状态四纵向俯视平面结构示意图。

具体实施方式

本发明原理在于，在目前拦阻系统设计的底层概念之上，提出前置常潜式布设柔性拦截设施，利用预警系统通过磁感应受控触发对气囊充气浮出，突出数据采集的优势，设计远距离防船撞拦阻设施，对桥墩设施和船舶实施有效保护。

本发明作为桥区水域气囊拦截船舶系统，包括：防船撞拦截装置、预警系统、充气系统和电源系统；充气系统和电源系统安装在趸船上，预警系统、充气系统与电源系统连接，通过气泵驱动装置连接到气囊。电源系统放置于系泊的趸船上。所述，防船撞拦截装置为柔性防船撞拦截装置，设置于桥墩的上游或下游，用于防止行船与所述桥墩发生碰撞。其中，柔性防船撞拦截装置拦截主体为高强度气囊，未启动状态下，使拦截防船撞装置悬浮于水面以下，两侧依靠趸船进行固定。启动状态下，水面以上高度为0.5～4m，可对300t级以上船舶实施有效拦截。

本发明中，工作模式包括：1)、当不工作状态时，船舶拦阻装置位于水面以下；2)、当处于工作状态，船舶拦阻装置启动，气囊充气浮于水上，进行拦截船舶。

本发明中，预警系统信号控制触发信号包括主动信号与被动信号，其中：

1)作为常用信号，主动信号为监控人员通过监控设备监控船舶到船舶闯入后，通过无线电向趸船设备发射信号，趸船设备通过将无线电信号转换为电流触发充气设备。

2)作为被动信号，被动信号为若船舶在未被探测到的情况下闯入，当距离较近时，船上电磁信号转化为电信号，触发充气设备。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：如附图2所示，预警系统监控设备为系挂在两侧趸船之间的水下钢索布置的磁感应器阵列。如附图1所示，防船撞拦截装置包括安装在两部趸船之间的袋式气囊。所述气囊位充气时处于水面线以下。气囊初始状态，气囊少量充气，通过配重沉于水底或泥面，如附图2所示，待充气后上浮至水面，并且顶面高于水面线以上0.5～4m。拦阻气囊系统分为桥墩桥气囊及桥梁前方气囊等。

前述中，如附图3所示，电源系统电力提供包括两种方式，其一种为采用新能源，另一种为传统有线电源。具体包括：

1)、电源系统为超级电容光伏供电系统，包括太阳能电板、太阳能蓄电池、智能控制器、超级电容器模组；智能控制器中包括DC-DC控制器、集成控制器和超级电容模组。超级电容模组单体的额定电压是2.7V，通过并联后可达到本次使用所需24V电压。电源系统具有约10年以上寿命。

2)、传统有线电源，可从桥墩引电线通过水下埋设至趸船。该方案作为备用方案。

前述中，磁感应器为三分量磁通门传感器，其外形尺寸为规则长方体；其中，安装有磁测量单元和数据采集及处理模块。磁测量单元用于测量水下磁场，测量单元所在位置处的磁场三分量值，数据采集及处理模块用于接受所述磁测量单元的传输数据，并进行固有误差修正和转化处理后输出磁场数据；并且，基于以上磁感应探测预警的启动系统工作步骤包括：

步骤一，来船船体进入磁感应器阵列，磁测量单元开始实时采集数据，获取关于船体磁场信息数据；

步骤二，数据采集及处理模块接受关于船体磁场信息数据，进行固有误差修正和转化处理，并将被测目标来船的传感器测量坐标系转化成地理坐标系；

步骤三，若是检测到船体驶入桥墩周围的危险区域，则打开柔性拦截装置，若否，则继续检测。

前述中，气囊待船舶拦阻完成后排气沉入水中重复利用，仅需更换高压钢瓶。

前述中，充气系统包括充气导管、高压气瓶和信号接收及控制装置。如附图4所示，电源系统中的太阳能电板和太阳能蓄电池安装在趸船顶面水面线以上，信号接收及控制装置安装在趸船上而且其天线处于水面线以上，高压气瓶安装在趸船船体中，趸船通过锚链系泊，高压气瓶通过充气导管连接气囊。

前述中，如附图5、6所示，在状态一下，两部趸船同向并排锚定，两部趸船后端之间直线连接的气囊上侧间隔绑扎系装浮球，气囊未充气，沉入水下30～50CM，而且，在两部趸船朝向即将闯入来船方向的前部之间水面线以下以至少两根水下钢索连接，并在水下钢索上均匀安装磁感应器阵列。

本发明实施例中，磁感应器阵列通过磁测量单元通过固有误差修正和转化处理，测量来船船体所在位置，若检测到船体驶入桥墩周围的危险区域，则启动气囊前置拦阻系统，防止所述桥墩与行船发生碰撞。所述固有误差修正和转化处理包括以下步骤：

步骤1，磁测量单元开始实时采集数据，获取n组关于船体磁场信息的数据；

步骤2，数据采集及处理模块根据获取的n组初始数据进行校正模型参数计算；

步骤2.1，建立磁传感器自校正模型，同时考虑零位误差、标度误差和正交误差：

B＝O_PS_P(B_M-Z_P)

式中，B_M为传感器测量的外磁场向量，B为实际的外磁场向量；O_P为正交误差矩阵；S_P为标度误差矩阵；Z_P零位误差向量。α，β，γ，s_x，s_y，s_z为该自校正模型的9个误差校正参数。

步骤2.2，定义目标函数为：

利用遗传算法求解上述步骤的9个误差校正参数,α，β，γ，s_x，s_y，s_z。

步骤3，利用步骤2中计算得到的校正模型，结合磁测量单元布置的位置，得到被测目标的磁场特征。

本发明实施例中，趸船宽1米长20米。气囊尺寸参数包括：单节气囊长20～30m、气囊直径2m～2.5m、气囊工作压强7kpa～10kpa，爆破压力大于1MPa，壁厚约8～10mm。

本发明实施例中，电源系统是一种新能源系统，目前较为成熟可用的为太阳能能源。

本发明实施例中，充气系统工作原理包括：高压气瓶放置于两侧趸船上，信号接收及控制装置接收信号后，存储于高压气瓶内的高压气体即氮气与二氧化碳混合气体，通过充气导管对气囊进行充气。其中，选取电磁阀门或电爆阀门等快速开启阀门。即在通电时，阀门打开，高压气体释放出。根据气囊尺度及工作条件初步测算，单节气囊充气至工作压强采用高压气体参数为：容量60L的高压气瓶6钢瓶，气体压力30～35Mpa，钢瓶高1.2m，直径400mm。充气时间保守估计1分钟内。充气导管从趸船接至水下气囊，后期将根据气囊深化设计分舱后考虑具体布置及连接方式。

本发明实施例中，如附图7、8所示，状态二下，两侧趸船以及中部的气囊前方即来船方向船舶闯入磁感应器阵列，磁感应器检测到船舶闯入报警，磁感应器通过信号接收及控制装置传递信号后，高压气瓶电敏元件出发充气，气囊充气弹开并浮至水面；如附图9、10所示，状态三下，闯入的船舶行驶至气囊区域，来船头部顶触挤压气囊，气囊受船舶顶推，柔性拦阻来船，拦阻船舶前进；如附图11、12所示，状态四下，船继续前顶，气囊受船舶顶推，发生材料形变，同时牵拽锚链，阻滞抵消船舶前行动能，有效拦阻船舶。

Claims (10)

1.桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，前置常潜式布设柔性拦截设施，结合利用预警系统通过磁感应受控触发对气囊充气浮出，远距离拦阻来船主动防船撞桥墩桥体；包括：防船撞拦截装置、预警系统、充气系统和电源系统；防船撞拦截装置为柔性拦截装置，防船撞拦截装置包括安装在两部趸船之间的袋式的气囊；充气系统和电源系统安装在趸船上，预警系统、充气系统与电源系统连接，通过气泵驱动装置连接到气囊；预警系统中包括通过系挂在两侧趸船之间的水下钢索布置的磁感应器阵列，电源系统放置于系泊的趸船上；防船撞拦截装置设置于桥墩的上游或下游，用于防止所述桥墩与行船发生碰撞；其中，柔性防船撞拦截装置拦截主体为气囊，未启动状态下，使拦截防船撞装置悬浮于水面以下，两侧依靠趸船进行固定；气囊启动状态下，水面以上高度为0.5～4m，对300t级以上船舶实施有效拦截。

2.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，电源系统为超级电容光伏供电系统，包括太阳能电板、太阳能蓄电池、智能控制器、超级电容器模组；智能控制器中包括DC-DC控制器、集成控制器和超级电容模组。

3.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，磁感应器为三分量磁通门传感器，其中，安装有磁测量单元和数据采集及处理模块；磁测量单元所在位置处的磁场三分量值，数据采集及处理模块用于接受所述磁测量单元的传输数据，并进行固有误差修正和转化处理后输出磁场数据；并且，基于以上磁场数据的启动气囊前置拦阻系统工作步骤包括：

步骤一，来船船体进入磁感应器阵列，磁测量单元开始实时采集数据，获取关于船体磁场信息数据；

步骤二，数据采集及处理模块接受关于船体磁场信息数据，进行固有误差修正和转化处理，并将被测目标来船的传感器测量坐标系转化成地理坐标系；

步骤三，若是检测到来船船体驶入桥墩周围的危险区域，则打开柔性拦截装置，若否，则继续检测。

4.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，充气系统包括充气导管、高压气瓶和信号接收及控制装置。如附图4所示，电源系统中的太阳能电板和太阳能蓄电池安装在趸船顶面水面线以上，信号接收及控制装置安装在趸船上而且其天线处于水面线以上，高压气瓶安装在趸船船体中，趸船通过锚链及地锚系泊，高压气瓶通过充气导管连接气囊。

5.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，两部趸船后端之间直线连接的气囊上侧间隔绑扎系装浮球，常态下，气囊未充气，沉入水下，而且，在两部趸船朝向即将闯入来船方向的前部之间水面线以下以至少两根水下钢索连接，并在水下钢索上均匀安装磁感应器阵列。

6.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，气囊底部安装配重。

7.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，电源系统中的太阳能电板和太阳能蓄电池安装在趸船顶面水面线以上，信号接收及控制装置安装在趸船上而且其天线处于水面线以上，高压气瓶安装在趸船船体中，趸船通过锚链系泊，高压气瓶通过充气导管连接气囊。

8.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，常态下，气囊未充气，沉入水下30～50CM，或者，通过配重沉于水底或泥面，待充气后上浮至水面，并且顶面高于水面线以上0.5～4m。

9.如权利要求1所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，防船撞拦截装置靠近安装在桥墩旁，或者安装在桥梁下航道上。

10.如权利要求3所述的桥体防船舶碰撞常潜式趸船锚定应激气囊前置拦阻系统，其特征在于，数据采集及处理模块通过固有误差修正和转化处理，测量来船船体所在位置，所述固有误差修正和转化处理包括以下步骤：

步骤1，磁测量单元开始实时采集获取n组关于来船船体磁场信息的数据；

步骤2，数据采集及处理模块根据获取的n组初始数据进行校正模型参数计算；

步骤2.1，建立磁传感器自校正模型，考虑零位误差、标度误差和正交误差：

B＝O_pS_p(B_M-z_p)

式中，B_M为传感器测量的外磁场向量，B为实际的外磁场向量；O_P为正交误差矩阵；S_P为标度误差矩阵；Z_P零位误差向量；α，β，γ，s_x，s_y，s_z为该自校正模型的9个误差校正参数；

步骤2.2，定义目标函数为：

利用遗传算法求解上述步骤的9个误差校正参数,α，β，γ，s_x，s_y，s_z；

步骤3，利用步骤2中计算得到的校正模型，结合磁感应器布置的位置，得到被测来船目标的磁场特征。

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