CN113112871A - 一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，通过建立平面直角坐标系，根据桥区航道警戒范围采用墨卡托投影法对桥梁和船舶地理位置进行直角坐标转换，设计了船舶沿航道方向在桥梁轴线上投影的方法，利用投影点距离桥墩中心点距离构建船撞桥的危险度算法。该算法充分考虑到船舶尺寸对船撞桥危险度的影响，利用几何分析法从横向上得到船撞桥危险度区间，使算法更加符合实际情况，在高精度的船撞桥危险度的基础上，进一步提出船撞桥主动预警预测策略，通过上述预警策略，提高预警的精准性，提高系统的可靠性和实用性，保障桥梁和船舶的共同安全。

Description

一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法

技术领域

本发明涉及桥梁防撞安全领域，尤其涉及一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法。

背景技术

船撞桥危险度的计算之所以如此重要，就是因为我国船撞桥事故数量不断增加、跨越河海超大跨度桥梁不断发展、船撞桥的潜在风险越来越大，船撞桥事故不同于一般交通事故，一旦发生，往往会造成桥损船毁人亡、航道受阻、陆上交通中断和货物泄漏等严重后果，并且重建桥梁和疏通航道的费用十分惊人。在此背景下，桥梁主动防船撞预警系统应运而生，而船撞桥危险度及其核心算法是该系统能够发挥应用作用的关键，因为船撞桥危险度是触发预警设施和设备的主要指标，高精准度并符合实际情况的算法可以作为判断航经船舶按当时的航线撞上桥梁概率和可能性，基于上述的判断，采取主动干预措施，从而有效降低和控制人为因素在船撞桥事件发生的影响程度。

武汉长江大桥自1957年建成以来，发生了70起船撞桥事故，除了3次是超高撞梁外，其余67次均为桥墩撞击事件，其中直接经济损失超过百万的大事故超过10起。

上述事故的起因主要是船舶偏航，撞击桥梁，大部分情况是撞击桥墩，造成桥梁坍塌。在此之前，船撞桥危险度计算考虑较多的一方面是船与桥面在纵向上的碰撞，从人为因素、通航环境、管理因素、船舶因素等方面进行了分析，而船舶因素是从航向、通行量、船速、设备以及载重量考虑的；另一方面是从桥梁方面考虑船撞桥的风险，基于桥梁寿命以及通过研究桥梁年撞击频率和撞损概率等来分析船撞桥风险程度，这两个方面都没有考虑到船舶尺度对船撞桥危险度的影响，同时也缺乏了对船与桥墩碰撞的研究分析。

所以，迫切需要一个可以考虑船舶尺度，并从桥墩与船舶相对位置关系分析计算船撞桥危险度的算法，利用船舶航经桥区水域的几何分析法，考虑船舶尺度、桥墩布设、通航孔跨径、桥区航道与桥梁轴向法线夹角等因素，计算船撞桥危险度问题，发明了一种考虑船舶尺度(水线面截面)的船撞桥危险度算法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，考虑船舶在平面上投影尺度的船撞桥危险度计算方法，克服现有技术的不足和缺陷。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，所述计算方法包含以下步骤：

步骤一：以桥梁的主动防船撞预警范围进口方向外边界与桥区航道中心线的交点为原点O(0,0)、以航道进口方向为桥梁-船舶坐标系的纵轴正方向、以桥梁的主动防船撞预警范围进口方向为横轴的正方向，建立桥梁-船舶坐标系，船舶以及桥梁各位置点的经纬度坐标点(lat,lon)利用墨卡托投影法得到的坐标转换后的坐标(X,Y)；

步骤二：在桥梁-船舶坐标系上划分桥梁主动防船撞预警范围，通过船首线方向与X轴之间的夹角β，计算船舶最左端点D₁、最右端点D₂的横坐标；

步骤三：利用桥梁的两个桥墩A、B两点的位置坐标，设计出桥梁的函数表达式，将D₁的横坐标带入桥梁的函数表达式中，得出D₁在桥梁轴线上的投影点E₁的位置坐标；将D₂的横坐标带入桥梁的函数表达式中，得出D₂在桥梁轴线上的投影点E₂的位置坐标；将y＝0带入桥梁函数表达式中，得出航道中心线与桥梁的交点K点的坐标，并通过所述K点划分主动防船撞预警范围内四个行驶区；

步骤四：计算E₁和K点的距离E₁K、距离船舶最近的桥墩与E₁的距离d₁，并计算E₁K与d₁的比值ρ₁；计算E₂和K点的距离E₂K、距离船舶最近的桥墩与E₂的距离d₂，并计算E₂K与d₂的比值ρ₂；

步骤五：计算船舶最左端点D₁的船撞桥危险度ξ₁，其计算公式为：

计算船舶最右端点D₂的船撞桥危险度ξ₂，其计算公式为：

并画出船撞桥危险度算法曲线图；

步骤六：设置船撞桥主动预警的危险度阈值。

其中，所述经纬度坐标点(lat,lon)经过墨卡托投影得到的新坐标点(X,Y)包含以下步骤：

步骤1.1：通过公式

和公式

分别计算中间变量q、U的数值；

步骤1.2：再利用公式X＝Uq和公式Y＝U(lon-lon₀)计算转换后位置坐标的横坐标与纵坐标的数值；

其中，将地球是做椭圆体，e为椭球体的第一偏心率，e′为椭球体的第二偏心率，地球为一个椭球体，a为椭球体长半轴，b为椭球体短半轴，lat₀是原点经度，lat₀是原点纬度，U、q为中间变量。

具体的，当船长为L，船宽为Z时，D₃C＝0.68L，D₂D₃＝0.51Z，D₄C＝0.32L，D₁D₄＝0.49Z。

所述船舶最左端点D₁、船舶最右端点D₂的位置坐标的横坐标分别为船舶在桥梁上的两个投影端点E₁、E₂的位置坐标。

具体的，通过K点划分主动防船撞预警范围的具体步骤如下：

步骤3.1：在X轴上选定S点，使得OK＝KS；

步骤3.2：过S点，作平行于Y轴直线JF；

步骤3.3：以桥墩A所在点作垂直于Y轴直线，交JF于点F，交Y轴于点H；

步骤3.4：以桥墩B所在点作垂直于Y轴直线，交JF于点J，交Y轴于点G；

其中，区域OKAH为进口船舶正常航行区；区域OKBG为进口船舶逆向行驶区；区域SKBJ为出口船舶正常航行区；区域SKAF为出口船舶逆向行驶区。

进一步，计算所述E₁K与d₁的比值ρ₁的具体步骤为：

步骤4.1：将距离船舶最近的桥墩中心与船舶中心连接，并延长交航道中心线于R点，连接所述桥墩中心与R点；

步骤4.2：以该桥墩中心为圆心，分别以船舶与该桥墩的欧氏距离D_i、以该桥墩的中心与R点的距离D_i′为半径作圆；

步骤4.3：根据D_i与D_i′计算船撞桥危险度指数。

其中，所述船撞桥危险度指数的计算过程如下：

步骤4.3.1：计算E₁点到航道中心线K点的距离E₁K、计算距离船舶最近的桥墩到E₁点的距离d₁；

步骤4.3.2：计算E₂点到航道中心线K点的距离E₂K、计算距离船舶最近的桥墩到E₂点的距离d₂；

步骤4.3.3：对船舶最左端点D₁进行投影，即投影点为E₁时，E₁K与E₁A的比值为ρ₁，其计算公式如下：

步骤4.3.4：对船舶最右端点D₂进行投影，即投影点为E₂时，E₂K与E₂A的比值为ρ₂，其计算公式如下：

进一步，当ξ₁＜ξ₂时，船舶此时的船撞桥危险度处于[ξ₁,ξ₂]之间；当ξ₂＜ξ₁时，船舶此时的船撞桥危险度处于[ξ₂,ξ₁]之间。

根据船撞桥危险度算法的曲线设定一个阈值，在以下两种情况下会启动预警功能：

1.当船舶在两桥墩之间是单孔双向航行时，当船撞桥危险度区间的上限大于等于设定阈值，或船撞桥危险度区间的下限小于等于船舶的最小船撞桥危险度ξ_min0时，启动预警的功能；

2.在一时间段内，当船撞桥平均危险度大于设定阈值时，启动预警的功能。

进一步，根据船舶上各点的实时位置坐标，需对航行在主动防船撞预警范围GHFJ之外的船舶发出闯入预警、对航行在进口船舶逆向行驶区OKBG、出口船舶逆向行驶区SKAF内的船舶发出逆向预警。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和效果：

(1)本发明充分考虑到船舶的尺寸对船撞桥危险度的影响，使算法更加精确，在对船撞桥主动预警预测中，可以判断航经船舶按当时的航线撞上桥梁的概率和可能性，使预测值更加精确，从而避免因为对船舶尺度考虑不充分而导致的撞击，进而有效降低和控制人为因素在船撞桥事件发生的影响程度，提高船舶运输效率。

(2)本发明不仅适用于单孔双向航行，同时也适用于双孔单向航行。

附图说明

图1为本发明的船撞桥危险度计算方法的设计流程图；

图2为本发明为了设计船撞桥危险度计算方法所建立的坐标系示意图；

图3为本发明为了计算船舶上的点的位置坐标而建立的坐标系示意图；

图4为本发明利用python画出的船撞桥危险度算法的曲线示意图；

图5为当船舶双孔单向通航时，AB之间的桥墩IMPN示意图。

具体实施方式

以下结合附图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1所示，为本发明提供的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法的流程图，包含以下几个步骤：

步骤一：建立桥梁-船舶坐标系，对船舶的各个实时位置点以及桥梁的各个固定位置点进行坐标转换，将经纬度坐标系转换至桥梁-船舶坐标系。

如图2所示，以航道进口方向为桥梁-船舶坐标系的纵轴的正方向，由于航道的进口方向有很多条，而桥区航道中心线只有一条，所以将桥区航道中心线作为纵轴(X轴)、以桥梁的主动防船撞预警范围进口方向外边界GH为横轴(Y轴)，且桥梁的主动防船撞预警范围进口方向为Y轴的正方向；即桥区航道中心线与外边界GH的交点为原点O(0,0)；

进一步，船舶航行在经过并进入外边界GH之后，船舶主动防撞预警系统开始工作。

进一步，利用墨卡托投影法，将船舶的实时位置点以及桥梁的固定位置点的经纬度坐标点(lat,lon)经过墨卡托投影得到的桥梁-船舶坐标系下的新坐标为点(X,Y)。因地球为一个椭球体，设定该椭球体长半轴为a，椭球体短半轴为b，lat₀是桥梁-船舶坐标系的原点的经度，lat₀是桥梁-船舶坐标系的原点的纬度，e为椭球体的第一偏心率，e′为椭球体的第二偏心率，U、q为中间变量，因此坐标转换公式如下所示：

X＝Uq (3)

Y＝U(lon-lon₀) (4)

步骤二：设计算法计算船舶实时平面投影在桥梁-船舶坐标系下的最左端点与最右端点的横坐标，其中，如图3所示，L为船长，Z为船宽，船舶上安装了位置传感器的位置点定义为C点，则船舶对地航向(COG,Course Over Ground)即为正北方与船首线方向(即船舶航行方向)的夹角θ，α为正北方与桥梁-船舶坐标系的X轴之间夹角(θ和α在图中未示)，β为船首线方向与桥梁-船舶坐标系的X轴之间的夹角(即β＝θ-α)，D₁为船舶左后位置点(最左端点)，D₂为船舶右前位置点(最右端点)。

过位置传感器C点作船舶航行方向的平行线γ₁，过船头作船舶航行方向的垂线γ₂，过船尾作船舶航行方向的垂线γ₃，γ₁交γ₂于点D₃、γ₁交γ₃于点D₄，E₁、E₂点分别为船舶的D₁、D₂点在桥梁AB(A点和B点分别为桥梁的两个桥墩位置点)上的投影点(也就是说，E₁和E₂是船舶在桥梁AB上的最远及最近投影点)，K点为桥梁-船舶坐标系中X轴与桥梁AB的交点。

进一步，在X轴上选定S点，使得OK＝KS；

过S点，作平行于Y轴直线JF；

以桥墩A所在点作垂直于Y轴直线，交JF于点F，交Y轴于点H；

以桥墩B所在点作垂直于Y轴直线，交JF于点J，交Y轴于点G；

区域JFHG即为本实施例中桥梁主动防船撞预警范围。

进一步，在本优选实施例中，桥墩A为此时距离船舶最近的桥墩。

如图3所示,桥梁-船舶坐标系下的坐标(y_c,x_c)为船舶上安装了位置传感器的C点坐标，则求解D_i的坐标(X,Y)的关系式为：

X＝|Y-y_c|tan(90°-|β|)+x_c (5)

已知船长为L，船宽为Z，根据船舶位置传感器C在船舶上的位置，设定D₃C＝0.68L，D₂D₃＝0.51Z，D₄C＝0.32L，D₁D₄＝0.49Z。

因此，设D₃的位置坐标为(y₃,x₃)，则有：

由公式(6)计算出D₃的位置坐标(y₃,x₃)，可以得出两个坐标点，取其中y₃大于y_c的位置坐标作为D₃的位置坐标；

设D₄的位置坐标为(y₄,x₄)，则有：

由公式(7)计算出D₄的位置坐标(y₄,x₄)，可以得出两个坐标点，取其中y₄小于y_c的位置坐标作为D₄的位置坐标；

如图3所示，在三角形D₃D₂D₅中，已知D₂D₃长度为0.51Z，由几何关系可知，∠D₃D₂D₅＝β，D₂的横坐标可以表示为：

y₂＝y₃+0.51Z sin(90°-|β|) (8)

将公式(6)和公式(8)联立方程组，可以得出D₂的横坐标y₂，即D₂在桥梁上的投影点E₂的横坐标为y₂,同理，可得出在三角形D₁D₄D₆中，D₁的横坐标可以表示为：

y₁＝y₄+0.49Zsin(90°-|β|) (9)

将公式(6)和公式(9)联立方程组，可以得出D₁的横坐标y₁，即D₁在桥梁上的投影点E₁的横坐标为y₁。

步骤三：计算桥梁在桥梁-船舶坐标系下的函数关系式，得出船舶在桥梁AB上的最远及最近投影点的位置坐标。

由步骤二可知，D₁、D₂在桥梁AB上的投影点如图3所示分别为E₁、E₂，由桥墩A(y_a,x_a)，桥墩B(y_b,x_b)两点可以得出桥梁上任一点(X,Y)的函数关系式为：

设K点的坐标为(0,x_k)，将(0,x_k)带入公式(10)中可得：

由于点E₁、E₂为桥梁上一点，因此，将E₁的横坐标y₁(由公式(9)计算得到)代入公式(10)中，可得E₁的纵坐标x₁，将E₂的横坐标y₂(由公式(8)计算得到)代入公式(10)中，可得E₂的纵坐标x₂，即E₁的坐标为(y₁,x₁)，E₂的坐标为(y₂,x₂)。

步骤四：分别计算投影点E₁、E₂与K点之间的距离，即计算E₁K和E₂K；进一步，分别计算投影点E₁、E₂与距离船舶最近的桥墩(本实施例以桥墩A为例)之间的距离，即计算E₁A和E₂A；最后，分别计算E₁K与E₁A的比值ρ₁，以及E₂K与E₂A的比值ρ₂；

由E₁(y₁,x₁),E₂(y₂,x₂),K(0,x_K),A(y_a,x_a),可知E₁K的长度为：

E₂K的长度为：

E₁A的长度为：

E₂A的长度为：

如图2所示，根据桥梁主动防船撞预警范围划分为四个区域(公式16)，其中x、y为桥梁-船舶坐标系中任一点的纵横坐标点：进口船舶正常航行区OKAH(象限I)、进口船舶逆向行驶区OKBG(象限II)、出口船舶正常航行区SKBJ(象限III)、出口船舶逆向行驶区SKAF(象限IV)。

首先，坐标转换后，基于上述公式(16)，根据前述计算得到的D₃、D₄的坐标，以及D₁、D₂的横坐标，首先判断船舶当前位置是否在上述四个象限限定的桥梁的主动防船撞预警范围内，然后根据船舶的航行方向判别船舶是否处在正常航行区域内(安全)或处于逆向行驶区(不安全)；其次，进一步确定船舶航行所在象限。

对航行在主动防船撞预警范围外的船舶发出闯入预警、对航行在逆向航道象限的船舶发出逆向预警。

对在主动防船撞预警范围内的所有处于正常航行区域内的船舶，计算各个船舶与距离最近的桥墩(本实施例以桥墩A为例)的欧氏距离。

如图2所示，连接桥墩A的中心与船舶中心，并延长交航道中心线(X轴)于R点，连接桥墩A的中心与R点，以桥墩A为圆心，以船舶与桥墩A的欧氏距离D_i为半径作圆；以桥墩A为圆心，以桥墩A的中心与R点的距离D_i′为半径作圆。

根据D_i与D_i′构建船撞桥危险度指数模型，E₁，E₂点的船撞桥危险度指数的计算过程如下：

(1)计算E₁点到航道中心线K点的距离E₁K、计算桥墩A到E₁点的距离E₁A；

(2)计算E₂点到航道中心线K点的距离E₂K、计算桥墩A到E₂点的距离E₂A；

(3)对船舶最左端点D₁进行投影，即投影点为E₁时，E₁K与E₁A的比值为ρ₁，其计算公式如下：

(4)对船舶最右端点D₂进行投影，即投影点为E₂时，E₂K与E₂A的比值为ρ₂，其计算公式如下：

步骤五：设计算法计算船撞桥危险度，由步骤四计算出E₁K与E₁A的比值ρ₁，船舶最左端点D₁的船撞桥危险度最小(因为本实施例中设定了桥墩A为此时距离船舶最近的桥墩)，将船舶最左端点D₁的船撞桥危险度定为ξ₁；由步骤四计算出E₂K与E₂A的比值ρ₂，船舶最右端点D₂的船撞桥危险度最大，将船舶最右端点D₂的船撞桥危险度定为ξ₂。

根据公式(21)、公式(22)可计算得出ξ₁、ξ₂的数值，船舶此时的船撞桥危险度处于[ξ₁,ξ₂]之间。

步骤六：基于船撞桥危险度的主动预警策略。

根据如图4所示的船撞桥危险度的曲线图，可以知道当危险度在0.75之后船撞桥危险度变化率较大，因此，本优选实施例中所涉及的船撞桥风险预警的阈值设定为0.75，此时在以下两种情况下会启动预警功能：

(1)如图5所示，当船舶双孔单向航行时，在桥墩A与B之间有一个桥墩IMPN，此时需要考虑桥墩沿航道方向在桥梁上的投影，设该投影距离桥墩A最近的投影点为E₃，最远的投影点为E₄，以图3中所示的船舶航行方位为例，当船舶最左端投影点与E₃重合时的船撞桥危险度为ξ_min0。即此时船舶的最小的船撞桥危险度为ξ_min0；当船舶在两桥墩之间是单孔双向航行时，当船撞桥危险度区间的上限V₂大于等于设定阈值0.75或船撞桥危险度区间的下限V₁小于等于ξ_min0时，启动预警的功能。

(2)在某一时间段(t₁,t₂)内，在t₁时刻，船舶i的危险度为

在t2时刻，船舶i的危险度为

那么船舶在(t₁,t₂)时间段内的船撞桥危险度变化率ξ'_it为

由公式(11)可以求得坐标系中K点的纵坐标，该纵坐标x_K即为桥区预警距离。由船舶的AIS(船舶自动识别系统)数据可知船舶此时的速度为v_i，则此时船舶在桥区预警范围中航行所用时间T₀为：

当

时，启动预警功能。

具体的，预警手段主要通过AIS信息提醒、光电提醒、屏幕提醒、短信提醒等，整个系统也可以为跨海桥梁的主动防船撞预警提供支撑平台。

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)

1.一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，所述计算方法包含以下步骤：

步骤一：以桥梁的主动防船撞预警范围进口方向外边界与桥区航道中心线的交点为原点O(0,0)、以航道进口方向为桥梁-船舶坐标系的纵轴正方向、以桥梁的主动防船撞预警范围进口方向为横轴的正方向，建立桥梁-船舶坐标系，船舶以及桥梁各位置点的经纬度坐标点(lat,lon)利用墨卡托投影法得到的坐标转换后的坐标(X,Y)；

步骤二：通过船首线方向与X轴之间的夹角β，计算船舶最左端点D₁、最右端点D₂的横坐标；

步骤三：利用桥梁的两个桥墩A、B两点的位置坐标，设计出桥梁的函数表达式，将D₁的横坐标带入桥梁的函数表达式中，得出D₁在桥梁轴线上的投影点E₁的位置坐标；将D₂的横坐标带入桥梁的函数表达式中，得出D₂在桥梁轴线上的投影点E₂的位置坐标；将y＝0带入桥梁函数表达式中，得出航道中心线与桥梁的交点K点的坐标，并通过所述K点划分主动防船撞预警范围内四个行驶区；

步骤四：计算E₁和K点的距离E₁K、距离船舶最近的桥墩与E₁的距离d₁，并计算E₁K与d₁的比值ρ₁；计算E₂和K点的距离E₂K、距离船舶最近的桥墩与E₂的距离d₂，并计算E₂K与d₂的比值ρ₂；

步骤五：计算船舶最左端点D₁的船撞桥危险度ξ₁，其计算公式为：

计算船舶最右端点D₂的船撞桥危险度ξ₂，其计算公式为：

并画出船撞桥危险度算法曲线图；

步骤六：设置船撞桥主动预警的危险度阈值。

2.如权利要求1所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，所述经纬度坐标点(lat,lon)经过墨卡托投影得到的新坐标点(X,Y)包含以下步骤：

步骤1.1：通过公式

和公式

分别计算中间变量q、U的数值；

步骤1.2：再利用公式X＝Uq和公式Y＝U(lon-lon₀)计算转换后位置坐标的横坐标与纵坐标的数值；

其中，将地球是做椭圆体，e为椭球体的第一偏心率，e′为椭球体的第二偏心率，地球为一个椭球体，a为椭球体长半轴，b为椭球体短半轴，lat₀是原点经度，lat₀是原点纬度，U、q为中间变量。

3.如权利要求1所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，当船长为L，船宽为Z时，D₃C＝0.68L，D₂D₃＝0.51Z，D₄C＝0.32L，D₁D₄＝0.49Z。

4.如权利要求1所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，所述船舶最左端点D₁、船舶最右端点D₂的位置坐标的横坐标分别为船舶在桥梁上的两个投影端点E₁、E₂的位置坐标。

5.如权利要求1所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，通过所述K点划分主动防船撞预警范围内四个行驶区的具体步骤如下：

步骤3.1：在X轴上选定S点，使得OK＝KS；

步骤3.2：过S点，作平行于Y轴直线JF；

步骤3.3：以桥墩A所在点作垂直于Y轴直线，交JF于点F，交Y轴于点H；

步骤3.4：以桥墩B所在点作垂直于Y轴直线，交JF于点J，交Y轴于点G；

其中，区域OKAH为进口船舶正常航行区；区域OKBG为进口船舶逆向行驶区；区域SKBJ为出口船舶正常航行区；区域SKAF为出口船舶逆向行驶区。

6.如权利要求4所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，计算所述E₁K与d₁的比值ρ₁的具体步骤为：

步骤4.1：将距离船舶最近的桥墩中心与船舶中心连接，并延长交航道中心线于R点，连接所述桥墩中心与R点；

步骤4.2：以该桥墩中心为圆心，分别以船舶与该桥墩的欧氏距离D_i、以该桥墩的中心与R点的距离D_i′为半径作圆；

步骤4.3：根据D_i与D_i′计算船撞桥危险度指数。

7.如权利要求5所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，所述船撞桥危险度指数的计算过程如下：

步骤4.3.1：计算E₁点到航道中心线K点的距离E₁K、计算距离船舶最近的桥墩到E₁点的距离d₁；

步骤4.3.2：计算E₂点到航道中心线K点的距离E₂K、计算距离船舶最近的桥墩到E₂点的距离d₂；

步骤4.3.3：对船舶最左端点D₁进行投影，即投影点为E₁时，E₁K与E₁A的比值为ρ₁，其计算公式如下：

步骤4.3.4：对船舶最右端点D₂进行投影，即投影点为E₂时，E₂K与E₂A的比值为ρ₂，其计算公式如下：

8.如权利要求6所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，当ξ₁＜ξ₂时，船舶此时的船撞桥危险度处于[ξ₁,ξ₂]之间；当ξ₂＜ξ₁时，船舶此时的船撞桥危险度处于[ξ₂,ξ₁]之间。

9.如权利要求7所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，根据船撞桥危险度算法的曲线设定一个阈值，在以下两种情况下会启动预警功能：

1.当船舶在两桥墩之间是单孔双向航行时，当船撞桥危险度区间的上限大于等于设定阈值，或船撞桥危险度区间的下限小于等于船舶的最小船撞桥危险度ξ_min0时，启动预警的功能；

2.在一时间段内，当船撞桥平均危险度大于设定阈值时，启动预警的功能。

10.如权利要求1所述的一种考虑船舶尺度的船撞桥危险度计算方法，其特征在于，根据船舶上各点的实时位置坐标，需对航行在主动防船撞预警范围GHFJ之外的船舶发出闯入预警、对航行在进口船舶逆向行驶区OKBG、出口船舶逆向行驶区SKAF内的船舶发出逆向预警。

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