CN112951002A - 一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，系统包括桥墩主动防撞控制部分和船载部分，船载部分包括船舶上搭载的船用雷达、ARPA自动雷达标绘仪和船载AIS设备；桥墩主动防撞控制部分包括若干雷达应答器以及中控电脑，中控电脑信号连接AIS虚拟航标单元和告警单元；其使用方法包括分级预警方法和防误报警方法；分级预警方法包括沿水体流动方向，按船舶至桥梁的距离划分预警范围，不同预警范围采取不同的预警方式以区分预警的紧急程度；防误报警方法包括根据预警范围内船舶的姿态和航速来判断，如果为特殊船舶即不触发分级预警方法中的预警方式。本发明通过AIS加雷达的方式提高预警可靠性；划分预警范围并区别特殊船舶，可保证高效预警。
Description
技术领域
本发明属于交通控制系统中防撞系统技术领域，具体涉及一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法。
背景技术
随着河海航运业快速的发展，航运量不断加大，船舶吨位和航速不断增加，河海桥梁也在大量兴建，导致船与桥的矛盾日益突出，撞击事故频发，造成严重后果。针对船撞桥事故，经过大量的理论与实践，经过不断的发展，目前桥梁防撞方法主要有两种：被动防撞方法和主动防撞方法。被动防撞是通过对桥墩安装一些防撞装置进行吸能；主动防撞是在没有发生撞击事故时对通航的船舶采取预防撞桥措施，如导航标、实行航线定线制来降低船撞桥发生的概率，也有如CN 206564038 U、CN 108417092 A、CN 106530837 A、CN202331816 U等技术中涉及的通过红外测距、激光测距、机器视觉监控、电子导航等方式来进行主动防撞的，但效果有限，单一的防撞方式还容易出现失误导致危险事故，在大风、雨雾等恶劣天气也难以进行有效的引航；另外，目前预警范围通常是“一刀切”或者预警距离随心定，无法体现预警的紧急程度，缺乏可控性；还有一些进入预警范围内的船舶，并不是要通行桥梁，而是进港、锚地、偏航等特殊船舶，并不希望触发预警，如触发预警，则为误报，将影响主动防撞系统的有效使用。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，避免预警效果不足，容易出现失误的问题，取得持续可靠使用、可有效区别体现预警紧急程度并防止误报警的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，包括桥梁防撞主动防御系统，所述桥梁防撞主动防御系统包括桥墩主动防撞控制部分和船载部分，所述船载部分包括船舶上搭载的船用雷达、ARPA自动雷达标绘仪和船载AIS设备；所述桥墩主动防撞控制部分包括若干雷达应答器以及用于数据处理控制的中控电脑，中控电脑信号连接AIS虚拟航标单元和告警单元；所述告警单元包括甚高频发射机和声光报警器；
桥梁防撞主动防御系统的使用方法包括分级预警方法和防误报警方法；
所述分级预警方法包括：沿水流方向，按船舶至桥梁的距离划分预警范围，不同的距离对应不同的预警范围，针对不同预警范围内的船舶采取不同的预警方式以区分预警的紧急程度，从而提现不同的预警级别；
所述防误报警方法包括：根据预警范围内船舶的姿态和航速，与中控电脑中载有的正常行驶船舶姿态和航速判据作对比，如果与判据不符，则判断为特殊船舶并不触发所述分级预警方法中的预警方式。
进一步完善上述技术方案，分级预警方法中，以桥梁为起始参考点，将船舶保持航速下行3-6分钟和上行3-5分钟航程的距离分别设定为桥位上游、下游的初级预警范围，针对初级预警范围内朝向桥梁行进的船舶采用甚高频发射机和船载AIS设备进行预警；以桥梁为起始参考点，将船舶保持航速上行和下行3分钟航程内的距离设定为高级预警范围，针对高级预警范围内朝向桥梁行进的船舶采用甚高频发射机、船载AIS设备和声光报警器进行预警。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，通过AIS加雷达的方式，提前给船舶发送桥墩位置及桥梁信息，提醒船舶谨慎驾驶；根据AIS和雷达采集到的船舶信息，中控电脑判断船舶位置及运动态势，结合桥墩主动防撞控制部分的电子环境，对船舶的位置、运动态势做出判断，如果船舶偏航或有船撞桥危险时，控制并采取AIS、VHF甚高频发射机、声光报警器提醒危险船舶，船舶对应可采取减速、转向或抛锚等措施避险。
2、本发明的一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，合理地划分了预警范围，针对不同的距离采取不同的预警方式，有效体现预警的紧急程度，便于控制、调度。
3、本发明的一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，可区分进港、锚地船舶与偏航船舶，从而降低防撞主动防御系统的误报率，提升预警的准确性，使其发挥更好的作用。
附图说明
图1为具体实施例的桥梁防撞主动防御系统的结构框图。
图2为具体实施例的分级预警方法的一个示例图；
其中，桥梁1，高级预警范围2，桥位上游的初级预警范围3，桥位下游的初级预警范围4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参见图1、图2，，具体实施例的一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，包括桥梁防撞主动防御系统，所述桥梁防撞主动防御系统包括桥墩主动防撞控制部分和船载部分，所述船载部分包括船舶上搭载的船用雷达、ARPA（自动雷达标绘仪）和船载AIS设备，船载AIS设备通常与ECDIS（电子海图设备）集成显示，船载部分还可以包括机器视觉系统以增加视频监控；所述桥墩主动防撞控制部分包括可安装在桥梁或桥墩上的若干雷达应答器、雷达反射器以及用于数据处理控制的中控电脑，中控电脑信号连接AIS虚拟航标单元和告警单元。所述告警单元包括甚高频发射机和声光报警器。实施时，雷达应答器、雷达反射器的数量按需设置，安装在桥梁的通航孔两侧桥墩上或者是通航孔中间上方桥梁位置，可以根据实际需求选择，比如三个雷达应答器，分别安装在桥梁的通航孔两侧的桥墩上部和所述通航孔上方的桥梁中部位置以便准确反馈桥梁、通航孔的位置、尺寸信息，更有效地避免撞击。可以理解的，雷达应答器、雷达反射器信号连接中控电脑，雷达应答器、雷达反射器、船用雷达以及ARPA之间也通过信号频道连接，AIS虚拟航标单元与船载AIS设备之间有信号连接。
桥梁防撞主动防御系统的使用方法包括分级预警方法和防误报警方法；
所述分级预警方法包括：沿水流方向，按船舶至桥梁的距离划分不同的预警级别，不同的距离对应不同的预警范围，针对不同预警范围内的船舶采取不同的预警方式以区分预警的紧急程度。
所述防误报警方法包括：根据预警范围内船舶的姿态和航速，与中控电脑中载有的正常行驶船舶姿态和航速判据作对比，如果与判据不符，则判断为特殊船舶并不触发所述分级预警方法中的预警方式。实施时，所述判据的正常行驶船舶姿态和航速，可以按实际需求设定，根据实际情况，进港、锚地、偏航的特殊船舶，其姿态和航速都与普通的行驶船舶有较大差异，可以以桥区代表船型正常行驶的航速范围和相较水流方向的姿态角度范围合理取值，作为判据。
具体的，分级预警方法可以以桥梁1为起始参考点，将船舶保持航速下行3-6分钟的航程距离设定为桥位上游的初级预警范围3，将船舶保持航速上行3-5分钟的航程距离设定为桥位下游的初级预警范围4，针对桥位上、下游的初级预警范围内朝向桥梁1行进的船舶均采用甚高频发射机和船载AIS设备进行预警；以桥梁1为起始参考点，将船舶保持航速上行和下行3分钟航程内的距离设定为高级预警范围2，针对高级预警范围2内朝向桥梁1行进的船舶采用甚高频发射机、船载AIS设备和声光报警器进行预警。船舶的航速、位置可通过AIS获得，通过中控电脑计算得到相应数据并控制进行预警，现有技术不再赘述。一般来说，不同的航道等级，所行驶船舶的等级也不一样，前述划定预警范围的所述船舶，通常以桥区代表船型为对象，桥区代表船型即指对应段航道内的主流船舶。
请继续参见图2，可选择的，分级预警方法还可以以桥梁1为参考点，沿水流方向的上、下0.6Km以内的距离设定为高级预警范围2，针对高级预警范围2内朝向桥梁1行进的船舶采用甚高频发射机、船载AIS设备和声光报警器进行预警，0.6Km以外至船舶保持航速下行和上行5分钟航程的距离设定为桥位上、下游的初级预警范围3/4，针对初级预警范围内朝向桥梁行进的船舶采用甚高频发射机和船载AIS设备进行预警。
对于初级预警范围以外至雷达监控范围，仅对船舶进行跟踪。
实施例的桥梁防撞主动防御系统的使用方法，通过AIS加雷达的方式，提前给船舶发送桥墩位置及桥梁信息，提醒船舶谨慎驾驶；根据AIS和雷达采集到的船舶信息，中控电脑判断船舶位置及运动态势，结合桥墩主动防撞控制部分的电子环境，对船舶的位置、运动态势做出判断，如果船舶偏航或有船撞桥危险时，控制并采取AIS、VHF甚高频发射机、声光报警器提醒危险船舶，船舶对应可采取减速、转向或抛锚等措施避险。AIS加雷达的方式，在恶劣天气下也能有效可靠地给船舶引航，避免事故。本方法通过合理划分预警范围，针对不同的距离采取不同的预警方式，可有效体现预警的紧急程度，便于控制、调度。特别地，防误报警方法可区分进港、锚地船舶与偏航船舶，从而降低防撞主动防御系统的误报率，提升预警的准确性，使其发挥更好的作用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，其特征在于：包括桥梁防撞主动防御系统，所述桥梁防撞主动防御系统包括桥墩主动防撞控制部分和船载部分，所述船载部分包括船舶上搭载的船用雷达、ARPA自动雷达标绘仪和船载AIS设备；所述桥墩主动防撞控制部分包括若干雷达应答器以及用于数据处理控制的中控电脑，中控电脑信号连接AIS虚拟航标单元和告警单元；所述告警单元包括甚高频发射机和声光报警器；
桥梁防撞主动防御系统的使用方法包括分级预警方法和防误报警方法；
所述分级预警方法包括：沿水流方向，按船舶至桥梁的距离划分预警范围，不同的距离对应不同的预警范围，针对不同预警范围内的船舶采取不同的预警方式以区分预警的紧急程度，从而提现不同的预警级别；
所述防误报警方法包括：根据预警范围内船舶的姿态和航速，与中控电脑中载有的正常行驶船舶姿态和航速判据作对比，如果与判据不符，则判断为特殊船舶并不触发所述分级预警方法中的预警方式。
2.根据权利要求1所述一种桥梁防撞主动防御系统的使用方法，其特征在于：分级预警方法中，以桥梁为起始参考点，将船舶保持航速下行3-6分钟和上行3-5分钟航程的距离分别设定为桥位上游、下游的初级预警范围，针对初级预警范围内朝向桥梁行进的船舶采用甚高频发射机和船载AIS设备进行预警；
以桥梁为起始参考点，将船舶保持航速上行和下行3分钟航程内的距离设定为高级预警范围，针对高级预警范围内朝向桥梁行进的船舶采用甚高频发射机、船载AIS设备和声光报警器进行预警。
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