CN113096444B - 一种内河航道控制河段的通行指挥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内河航道控制河段的通行指挥方法，包括河道转弯处呈圆弧形的控制河段，在控制河段的上游端和下游端的岸边分别设置信号灯，信号灯的灯柱通过连接杆连接有灯具本体，灯具本体包括若干LED发光单元，所有LED发光单元共平面并构成为信号展示面，信号展示面呈水平截面为弧形的竖向柱面；通过信号展示面按设定的发光模式向对应延伸河道段内的船舶展示指挥信号，来指挥船舶通行。本发明中，若干LED发光单元拼接成一个弧形的发光面，使信号灯具有较广的可视角度，两种发光模式可针对不同天气条件灵活使用，信号灯对船舶通行的指挥简单有效，从而保障船舶在内河航道控制河段有序、安全的通行。

Description

一种内河航道控制河段的通行指挥方法

技术领域

本发明属于水上航行器交通控制的技术领域，具体涉及一种内河航道控制河段的通行指挥方法。

背景技术

内陆水域包括江、河、湖、水库、人工运河和渠道等，在内陆水域中用于船舶航行的通道称为内河航道；内河航道控制河段又称限制性航道，即由于水面狭窄、断面系数小、存在急弯、水流湍急等原因，对船舶航行有明显的限制作用的航道；比如运河、通航渠道、狭窄的设闸航道、水网地区的狭窄航道和具有上述特征的险滩航道等。

由于船舶在内河航道控制河段航行的风险较高，所以内河航道控制河段一般仅可单向通航，而船舶在航道航行的时候，通常使用地图以及GPS等辅助指引船舶航行，但GPS等工具只能指引路线，对于航道内的具体情况并不能完全预测及避免，为了保障船舶在内河航道控制河段有序的单向航行，需要在内河航道控制河段的部分河段设置信号灯对过往船舶进行通行指挥。

目前指挥船舶在内河航道控制河段的单向通行一般采取如下方法，参见图9，在内河航道控制河段中部的河岸设置信号灯，上行船舶和下行船舶均通过该信号灯来指挥通行。该信号灯由灯柱、横设在灯柱上的横杆和多个设置在横杆上且轮廓为三角形的光源组成，参见图10，其中（a）表示允许下行船舶通行，（b）表示允许上行船舶通行，（c）表示禁止船舶通行；这种方法由于信号灯设置在内河航道控制河段的中部，且信号灯的发光面为平面，可视角度较小，当控制河段较长，信号灯距离被指挥船舶较远时，或在如雾霾、风沙、大雨、下雪等恶劣天气条件下，船舶难以辨识甚至难以接收到信号灯的指挥信号，进而容易发生安全事故；所以有必要提出一种更有效合理的内河航道控制河段通行指挥方法，提高船舶对指挥信号的辨识度，进而保障船舶在内河航道控制河段有序通行。

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内河航道控制河段的通行指挥方法，来解决指挥信号辨识度差、接收范围小的问题，取得保障船舶在内河航道控制河段有序通行的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种内河航道控制河段的通行指挥方法，包括河道转弯处呈圆弧形的控制河段，所述控制河段的两端分别为上游端和下游端，在所述上游端和下游端的岸边分别设置信号灯，所述信号灯包括灯柱；

所述灯柱的一侧设有连接杆，所述连接杆的一端与灯柱连接，连接杆的另一端连接有灯具本体，所述灯具本体包括若干LED发光单元，所有LED发光单元共平面并构成为信号展示面，所述信号展示面呈水平截面为弧形的竖向柱面以通过其凸面进行指挥信号展示；

所述信号展示面朝向与控制河段的对应端相连的延伸河道段，通过信号展示面按设定的发光模式向对应延伸河道段内的船舶展示指挥信号，来指挥船舶通行。

所述发光模式包括形状模式或/和颜色模式，以通过上游端和下游端的信号展示面分别展示相应的形状或/和颜色来指挥船舶通行。

所述形状模式为：当上游端的信号展示面展示“叉号”符号，下游端的信号展示面展示“向上的箭头”符号时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面展示“向下的箭头”符号，下游端的信号展示面展示“叉号”符号时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均展示“叉号”符号时，表示禁止通行；

所述颜色模式为：当上游端的信号展示面发红色光，下游端的信号展示面发绿色光时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面发绿色光，下游端的信号展示面发红色光时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均发红色光时，表示禁止船舶通行。

本发明中，所述指挥方法基于所述信号灯实现，该信号灯的发光面是由若干LED发光单元拼接而成的弧面，使信号灯的可视角度较广，分别在控制河段的上游端和下游端设置上述信号灯，保证较大范围内的船舶均可接收到指挥信号；同时发光面由若干LED发光单元组成，即使出现少量LED发光单元损坏或显示故障也不影响发光面进行指挥信号的展示，也使得发光面的发光模式可以灵活调整，不受颜色和光源数量的限制；所述指挥方法可通过信号灯的两种发光模式来传递指挥信号，一是形状模式，通过控制信号灯显示上述简单符号来传递指挥信号，适用于可视度较好的天气，所需发光LED屏幕较少，功耗低，利于蓄电池积蓄电量，提高信号灯在恶劣天气条件下的续航能力；二是颜色模式，通过控制信号灯显示的颜色来传递指挥信号，辨识简单，可根据环境可视度和需要照射的范围来调整发光LED发光单元的数量，适用于较为恶劣的天气；或者两种模式组合使用，即信号展示面所展示的形状用对应颜色填充，如上游端的信号展示面展示红色的“叉号”符号，下游端的信号展示面展示绿色的“向上的箭头”符号时，表示允许上行船舶通行；两种发光模式可针对不同天气条件单独或组合使用，信号灯指挥船舶通行简单有效，从而保障船舶在内河航道控制河段有序的通行。

进一步地，所述LED发光单元为LED屏幕或LED灯。

这样，因LED屏幕、LED灯的发光效果好、颜色可调，使得该信号灯具有较好的辨识度。

进一步地，所述灯具本体的数量为若干并竖向间隔设置，灯具本体一对一通过连接杆连接于灯柱上。

这样，多个灯具本体的信号展示面可以同时展示相同的指挥信号，以增强指挥信号的可视范围，也可以同时展示不同的指挥信号，以增加信号灯向船舶传递的指挥信息；从而增加该信号灯的使用效果和灵活性。

进一步地，所述信号灯还包括蓄电池、太阳能电池板和控制系统，所述蓄电池与太阳能电池板电连接；

所述控制系统包括AIS单元、雷达、处理器和控制器，所述AIS单元和雷达电连接处理器，处理器和蓄电池电连接控制器，控制器与灯具本体电连接以结合船舶的具体位置控制灯具本体上仅相应朝向船舶的LED发光单元亮起。

因设置于内河航道岸边的信号灯需随着水位涨落进行调整和维护，所以目前大多信号灯采用光伏电源，长时间阴雨天气时，不利于信号灯电力的续航使用，而信号灯的发光强度较高，功耗也高；需要降低功耗、提高信号灯的电力续航能力。

这样，使用时，船舶上搭载有船用雷达、ARPA自动雷达标绘仪和船载AIS设备，本AIS单元和雷达信号检测连接船舶，用于探查信号灯照射范围内船舶的位置信息，即船舶相对信号灯的方位，处理器用于处理来自AIS单元和雷达的船舶位置信息，根据船舶相对信号灯的方位向控制器发送的控制信号，控制信号控制信号灯中正对船舶的多个LED发光单元工作，实现在保证信号灯对船舶指挥作用的同时，降低信号灯的功耗，以提高信号灯的电力续航能力。

进一步地，所述灯柱为中空的柱体结构，灯柱的一侧设有竖向延伸的开口；

所述灯柱外套设有可竖向滑动的滑套，所述滑套的内侧具有一横向穿过所述开口向灯柱内部延伸的延伸部，所有连接杆均通过滑套与灯柱连接。

这样，由若干LED发光单元拼接成的信号展示面通过滑套与灯柱的滑动连接实现竖向运动，在大风或大雨的天气，可通过降低信号展示面的高度来保证信号灯稳定工作，避免出现因信号展示面受力过大而导致信号灯损坏的情况；同时滑套内侧的延伸部穿过开口延伸至灯柱内部，开口沿竖向的长度可限制滑套竖向运动的范围，延伸部受开口限制可避免滑套在竖向运动的过程中发生转动而改变信号展示面的朝向，进而影响信号灯向船舶传递指挥信息。

进一步地，所述连接杆可水平转动连接于滑套上。

这样，通过对应设置在滑套上的驱动结构来带动连接杆水平转动，使信号展示面的朝向可以灵活调整，以适应因航道水位变化而使信号灯的可视范围需要调整的情况。

进一步地，所述灯柱内设有竖向的滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母与所述延伸部固定连接。

这样，通过对应设置在滚珠丝杠一端的驱动结构带动丝杠转动，由于螺母与所述延伸部连接，而延伸部受开口限制无法水平转动，从而使在丝杠转动时，螺母带动滑套上下运动。

进一步地，所述滑套外侧连接有横向的支撑板，所述太阳能电池板设置在支撑板上。

这样，太阳能电池板也随信号展示面上升下降，从而进一步降低该信号灯在大风等恶劣天气的受力，提高信号灯的稳定性。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中，所述信号展示面是由若干LED发光单元拼接而成的弧形的发光面，使该信号灯具有较广的可视角度；分别在控制河段的上游端和下游端设置信号灯，信号灯针对上行和下行船舶分别发出指挥信号，扩大了指挥信号的接收范围。

2、本发明中，所述指挥方法可通过信号灯的两种发光模式来传递指挥信号，其中形状模式是通过简单图案来传递指挥信号，适用于可视度较好的天气，功耗低；颜色模式是通过不同的颜色来传递指挥信号，辨识简单，适用于较为恶劣的天气；两种指挥方法可针对不同天气条件单独或组合使用，信号灯指挥船舶通行简单有效，从而保障船舶在内河航道控制河段有序、安全的通行。

3、本发明中，控制系统仅使正对船舶的多个LED发光单元工作，实现在保证信号灯对船舶指挥作用的同时，降低信号灯的功耗，从而提高信号灯的电力续航能力。

4、本发明中，由若干LED发光单元拼接成的信号展示面可通过滑套与灯柱的滑动连接实现竖向运动，在大风或大雨的天气，可通过降低信号展示面的高度来保证信号灯稳定工作，避免出现因信号展示面受力过大而导致信号灯损坏的情况。

5、本发明中，通过对应设置在滑套上的驱动结构来带动连接杆水平转动，使信号展示面的朝向可以灵活调整，以适应因航道水位变化而使信号灯的可视范围需要调整的情况。

附图说明

图1为实施例一的一种低功耗指挥信号灯的立体示意图；

图2为实施例一的一种低功耗指挥信号灯的主视示意图；

图3为实施例一中所述控制系统的结构框图；

图4为实施例二的一种低功耗指挥信号灯的结构示意图；

图5为实施例三的一种低功耗指挥信号灯的结构示意图；

图6为实施例四的一种低功耗指挥信号灯的结构示意图；

图7为本发明所述信号灯的较广可视角的效果示意图；

图8为本发明所述指挥方法中信号灯的安装位置和使用效果示意图；

图9为背景技术中目前指挥方法中信号灯的安装位置示意图；

图10为背景技术中目前指挥方法中信号灯的结构和指挥信号示意图；

其中，灯柱1，开口11，连接杆21，支撑杆22，LED屏幕3，滑套4，延伸部41，卷扬机51，牵引绳52，主动链轮53，从动链轮54，滚珠丝杠55，螺母56，链条57，支撑板6，太阳能电池板7。

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。

实施例一：

请参见图1-图3，一种内河航道控制河段的通行指挥方法，包括河道转弯处呈圆弧形的控制河段，所述控制河段的两端分别为上游端和下游端，在所述上游端和下游端的岸边分别设置信号灯，所述信号灯包括灯柱1；

所述灯柱1的一侧设有连接杆21，所述连接杆21的一端与灯柱1连接，连接杆21的另一端连接有灯具本体，所述灯具本体包括若干LED屏幕3，所有LED屏幕3共平面并构成为信号展示面，所述信号展示面呈水平截面为弧形的竖向柱面以通过其凸面进行指挥信号展示；

所述信号展示面朝向与控制河段的对应端相连的延伸河道段，通过信号展示面按设定的发光模式向对应延伸河道段内的船舶展示指挥信号，来指挥船舶通行。

所述发光模式包括形状模式或/和颜色模式，以通过上游端和下游端的信号展示面分别展示相应的形状或/和颜色来指挥船舶通行。

所述形状模式为：当上游端的信号展示面展示“×”符号，下游端的信号展示面展示“↑”符号时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面展示“↓”符号，下游端的信号展示面展示“×”符号时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均展示“×”符号时，表示禁止通行；

所述颜色模式为：当上游端的信号展示面发红色光，下游端的信号展示面发绿色光时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面发绿色光，下游端的信号展示面发红色光时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均发红色光时，表示禁止船舶通行。

本发明将若干LED发光单元拼接呈弧形的发光面来作为内河航道控制河段通行指挥信号灯的发光源，弧形的发光面使信号灯具有较广的可视角，实际使用时，信号灯较广可视角的效果请参见图7。

本实施例中，所述LED发光单元采用了LED屏幕3，若干LED屏幕3可相互固定连接拼接呈一个弧形的发光面，连接杆21与其中多块LED屏幕3固定连接；

实施时，所述LED发光单元可以采用LED屏幕3或LED灯，将若干LED屏幕3或LED灯固定连接到一个便于物理连接和电连接的弧形的固定板上，连接杆21与固定板固定连接。

实施时，为了增加信号灯整体的发光强度、增加信号灯传递的指挥信息，所述连接杆21为两根，两根连接杆21竖向间隔设置，连接杆21的末端均设有由若干LED屏幕3拼接而成的弧形的发光面；为了提高连接杆21与灯柱1的连接强度，每根连接杆21的下方还设有支撑杆22，所述支撑杆22的一端与连接杆21靠近若干LED屏幕3的位置固定连接，支撑杆22的另一端倾斜向下与灯柱1连接。

其中，所述信号灯还包括蓄电池（图中未示出）、太阳能电池板和控制系统，所述蓄电池与太阳能电池板7电连接；

所述控制系统包括AIS单元、雷达、处理器和控制器，所述AIS单元和雷达电连接处理器，处理器和蓄电池电连接控制器，控制器与灯具本体电连接以结合船舶的具体位置控制灯具本体上仅相应朝向船舶的LED屏幕3亮起。

实施时，所述AIS单元由AIS系统的部分构件组成，其目的是实现信号灯探查一定范围内船舶相对信号灯的位置，AIS单元和雷达配合使用，其目的是提高探查船舶位置的准确性和精度，AIS系统为现有技术，即船舶自动识别系统，是指一种应用于船和岸、船和船之间的海事安全与通信的新型助航系统，常由VHF通信机、GPS定位仪和与船载显示器及传感器等相连接的通信控制器组成，能自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息；处理器可选用具有数据处理和简单逻辑控制功能的控制器，如单片机等。

实施时，控制系统仅控制信号灯中正对船舶的多个LED屏幕3工作，实现在保证信号灯对船舶指挥作用的同时，尽可能降低信号灯的功耗，以提高信号灯的电力续航能力；

实施时，蓄电池和控制器通常可以设于灯柱1内或灯柱1旁适当位置；AIS单元、雷达和处理器可以设于灯柱1内或灯柱1旁，也可以分离于信号灯设置，保持处理器与控制器的信号连接即可，以便于保护AIS单元、雷达和处理器。

所述内河航道控制河段的通行指挥方法包括如下步骤：

S1：分别在内河航道控制河段的上游端和下游端设置所述信号灯；

S2：控制所述信号展示面的发光模式向船舶传递指挥信号，所述发光模式包括形状模式和颜色模式；

所述形状模式为：当上游端的信号展示面展示“叉号”符号，下游端的信号展示面展示向上的“箭头”符号时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面展示向下的“箭头”符号，下游端的信号展示面展示“叉号”符号时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均展示“叉号”符号时，表示禁止通行；

所述颜色模式为：当上游端的信号展示面发红色光，下游端的信号展示面发绿色光时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面发绿色光，下游端的信号展示面发红色光时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均发红色光时，表示禁止船舶通行。

实施时，分别在控制河段上游端和下游端的河岸上设置信号灯，实际使用时，所述指挥方法中信号灯的安装位置和使用效果请参考图8。

实施例二：

请参见图4，实施例二与实施例一的不同在于：所述灯柱1为中空的柱体结构，灯柱1的一侧设有竖向延伸的开口11；所述灯柱1外套设有可竖向滑动的滑套4，滑套4内侧具有一横向穿过所述开口11向灯柱1内部延伸的延伸部41，所有连接杆21均与滑套4固定连接，进而实现连接杆21与灯柱1的滑动连接；

实施时，为了有效限制滑套4在竖向滑动时发生转动，避免出现因滑套4转动使信号灯的发光面朝向改变导致信号灯失效的情况，所述延伸部41沿所述开口11宽度方向的尺寸和所述开口11的宽度相等或接近，即开口11两内侧面与所述延伸部41侧面相抵或接近。

其中，所述连接杆21可水平转动连接于滑套4上。

实施时，滑套4上设有用于带动连接杆21水平转动的驱动结构，所述驱动结构可以是设置在滑套4上可带动连接杆21水平转动的电机。

其中，所述滑套4外侧还连接有横向的支撑板6，所述支撑板6上设有太阳能电池板7，所述太阳能电池板7与LED屏幕3电连接。

其中，灯柱1外或灯柱1内对应设有用于带动滑套4沿灯柱1上下滑动的升降结构；

实施时，所述升降结构为设置在灯柱1内顶部的小型卷扬机51，所述卷扬机51的牵引绳52与所述延伸部41固定连接，卷扬机51工作时牵引绳52收回或放出，从而带动滑套4上下移动。

实施例三：

请参见图5，实施例三与实施例二的不同在于：实施时，所述升降结构为设置在灯柱1内部的链传动结构，灯柱1内顶部设有主动链轮53，灯柱1内底部设有从动链轮54，主动链轮53与从动链轮54之间通过链条57连接，链条57的一处与所述延伸部41固定连接，当主动链轮53转动带动链条57绕主动链轮53和从动链轮54转动时，链条57通过延伸部41带动整个滑套4上下移动。这样，由于链条分别与主动链轮和从动链轮啮合，主动链轮转动通过链条带动滑套上下运动。

实施例四：

请参见图6，实施例四与实施例二的不同在于：实施时，所述升降结构为设置在灯柱1内竖向的滚珠丝杠55，滚珠丝杠55的螺母56与所述延伸部41固定连接，灯柱1内部或外部设有用于驱动滚珠丝杠55的动力源，如电机，电机转动带动滚珠丝杠55转动，螺母56与延伸部41固定连接无法旋转，螺母56通过延伸部41带动滑套4上下移动。这样，通过对应设置在滚珠丝杠一端的驱动结构带动丝杠转动，由于螺母与所述延伸部连接，而延伸部受开口限制无法水平转动，从而使在丝杠转动时，螺母带动滑套上下运动。

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 (6)

1.一种内河航道控制河段的通行指挥方法，包括河道转弯处呈圆弧形的控制河段，所述控制河段的两端分别为上游端和下游端，其特征在于：在所述上游端和下游端的岸边分别设置信号灯，所述信号灯包括灯柱；

所述灯柱的一侧设有连接杆，所述连接杆的一端与灯柱连接，连接杆的另一端连接有灯具本体，所述灯具本体包括若干LED发光单元，所有LED发光单元共平面并构成为信号展示面，所述信号展示面呈水平截面为弧形的竖向柱面以通过其凸面进行指挥信号展示；

所述信号展示面朝向与控制河段的对应端相连的延伸河道段，通过信号展示面按设定的发光模式向对应延伸河道段内的船舶展示指挥信号，来指挥船舶通行；

所述灯具本体的数量为若干并竖向间隔设置，灯具本体一对一通过连接杆连接于灯柱上；

所述信号灯还包括蓄电池、太阳能电池板和控制系统，所述蓄电池与太阳能电池板电连接；

所述控制系统包括AIS单元、雷达、处理器和控制器，所述AIS单元和雷达电连接处理器，处理器和蓄电池电连接控制器，控制器与灯具本体电连接以结合船舶的具体位置控制灯具本体上仅相应朝向船舶的LED发光单元亮起；

所述灯柱为中空的柱体结构，灯柱的一侧设有竖向延伸的开口；

所述灯柱外套设有可竖向滑动的滑套，所述滑套的内侧具有一横向穿过所述开口向灯柱内部延伸的延伸部，所有连接杆均通过滑套与灯柱连接；所述连接杆可水平转动连接于滑套上。

2.根据权利要求1所述一种内河航道控制河段的通行指挥方法，其特征在于：所述发光模式包括形状模式或/和颜色模式，以通过上游端和下游端的信号展示面分别展示相应的形状或/和颜色来指挥船舶通行。

3.根据权利要求2所述一种内河航道控制河段的通行指挥方法，其特征在于：所述形状模式为：当上游端的信号展示面展示“叉号”符号，下游端的信号展示面展示 “向上的箭头”符号时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面展示 “向下的箭头”符号，下游端的信号展示面展示“叉号”符号时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均展示“叉号”符号时，表示禁止通行；

所述颜色模式为：当上游端的信号展示面发红色光，下游端的信号展示面发绿色光时，表示允许上行船舶通行；当上游端的信号展示面发绿色光，下游端的信号展示面发红色光时，表示允许下行船舶通行；当上游端和下游端的信号展示面均发红色光时，表示禁止船舶通行。

4.根据权利要求1所述一种内河航道控制河段的通行指挥方法，其特征在于：所述LED发光单元为LED屏幕或LED灯。

5.根据权利要求1所述一种内河航道控制河段的通行指挥方法，其特征在于：所述灯柱内设有竖向的滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母与所述延伸部固定连接。

6.根据权利要求1所述一种内河航道控制河段的通行指挥方法，其特征在于：所述滑套外侧连接有横向的支撑板，所述太阳能电池板设置在支撑板上。

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