CN113470436B - 一种船舶桥梁防撞方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种船舶桥梁防撞方法和系统，涉及桥梁防撞技术领域，其中，该方法包括：通过实时获取船舶的航行信息，在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将航行信息以预设频率实时发送至岸端系统；根据航行信息，动态监控船舶的航行；获取桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高发送至船端系统；在预设条件的情况下，向岸端系统发送风险报警信息；根据风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。由此，采用基于船舶高度与桥梁通航净高比对等多种技术方法对船舶碰桥的多种安全风险进行有效识别，实现主动与被动两种防撞模式的联动，通过配置相应的处置预案，实现两种防护模式的自动化联动。

Description

一种船舶桥梁防撞方法和系统

技术领域

本公开涉及桥梁防撞技术领域，尤其涉及一种船舶桥梁防撞方法和系统。

背景技术

随着科学技术的进步，船舶向着大型化的方向不断发展，然而，船舶大型化对跨河桥梁带来的安全风险日益加剧，特别是内河高等级航道，由于水上交通繁忙、船舶载重量大、通航环境复杂，船舶与桥梁碰撞的安全隐患尤为突出，鉴于船舶载重量相对较大，驾驶操控灵活度较低，一旦与桥梁相撞，容易造成桥梁损坏、甚至垮塌等严重事故。

相关技术中，船舶桥梁防撞装置主要分为主动式和被动式两种；其中，主动式防撞装置，如采用标高、警示灯标、雷达监测、远红外监视等，实现警示、预警、引导等功能。被动式防撞装置，如通过消减船撞力来抵受船舶的撞击或者将船撞力全部在桥墩外承受。然而，目前使用的主动式防撞装置，普遍存在风险类别识别种类少、受环境限制大、识别准确率不稳定、自动化程度不高等问题；而仅被动式防撞设备又存在造价高、施工负责、主动预警能力缺乏等问题。

发明内容

本公开提供一种船舶桥梁防撞方法和系统，所述方法包括：

实时获取船舶的航行信息，在所述船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的所述航行信息以预设频率实时发送至岸端系统；根据所述航行信息，动态监控所述船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高发送至船端系统；在所述船舶进入所述预警线之后，根据所述桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向所述岸端系统发送风险报警信息；根据所述风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。

本公开中提供的船舶桥梁防撞方法，通过实时获取船舶的航行信息，在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的船舶的航行信息以预设频率实时发送至岸端系统；根据航行信息，动态监控船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高发送至船端系统；在船舶进入预警线之后，根据桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向岸端系统发送风险报警信息；根据风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。由此，采用基于船舶航行动态与通航管理要求及航路航法要求动态比对、船舶高度与桥梁通航净高比对、监控视频限制区域自动识别等多种技术方法对船舶碰桥的多种安全风险进行有效识别，涵盖风险识别种类、准确率高；实现主动与被动两种防撞模式的联动，通过在岸端系统中配置相应的处置预案，可实现两种防护模式的自动化联动，有利于风险的随时发现、随时响应，更有效地保护船舶和桥梁。

在一些实施例中，所述实时获取船舶的航行信息，在所述船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的所述航行信息以预设频率实时发送至岸端系统，包括：

对所述船舶的位置进行定位，获取所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速；以及动态获取所述船舶与所述桥梁的距离，判断所述船舶是否进入所述桥梁的预警线；动态获取所述船舶与周边船舶的相对位置信息；在所述船舶进入所述桥梁的预警线的情况下，将所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速，以及船舶的备案信息发送至所述岸端系统。

在一些实施例中，根据所述航行信息，动态监控所述船舶的航行，包括：

通过设置在所述桥区预设位置的视频采集装置，和/或桥区及周边的视频监控设备，采集桥区预设范围内的监控视频信息；设置电子围栏，获取桥区预设范围内的监控视频信息，动态监控所述船舶的航行；在所述船舶进入所述电子围栏的情况下，通过整合或新建高能见度通航灯标、警示灯标，进行点亮或闪烁或显示不同颜色，和/或通过整合或新建可远程控制的高音喇叭，进行语音指令播报，和/或通过整合或新建可远程控制的户外显示大屏，进行显示通航信息和报警信息。

在一些实施例中，所述获取桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高发送至船舶系统，包括：

通过新建或整合所述桥区周边水位站动态采集，获取水文和流量的水文信息，计算得到所述桥梁的通航净高；通过新建所述桥区的气象监测设备或集成已有的气象监测设备，动态获取所述桥区的气象信息；将所述桥梁的通航净高、所述水文信息和所述气象信息发送至所述船舶系统。

在一些实施例中，所述方法，所述在所述船舶进入所述预警线之后，根据所述桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向所述岸端系统发送风险报警信息，包括：

在所述船舶进入所述桥梁的报警线的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息；或者，根据所述桥区的水文信息、所述桥梁的通航净高和船舶的水上高度，在所述船舶的水上高度大于所述桥梁的通航净高的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息；或者，根据所述船舶与周边船舶的相对位置信息，在所述船舶会与所述周边船舶在所述桥梁的通航孔或周边狭窄区域会船的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息。

为达上述目的，本公开第二方面实施例提出了一种船舶桥梁防撞系统，所述系统包括：船端系统和岸端系统。

船端系统，用于实时获取船舶的航行信息，在所述船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的所述航行信息以预设频率实时发送至岸端系统；岸端系统，用于根据所述航行信息，动态监控所述船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高发送至船端系统；船端系统，用于在所述船舶进入所述预警线之后，根据所述桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向所述岸端系统发送风险报警信息；岸端系统，用于根据所述风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。

在一些实施例中，所述船端系统，包括：海图定位模块，对所述船舶的位置进行定位，获取所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速；以及动态获取所述船舶与所述桥梁的距离，判断所述船舶是否进入所述桥梁的预警线；船舶自动识别系统AIS模块，用于动态获取所述船舶与周边船舶的相对位置信息；第一通信模块，用于在所述船舶进入所述桥梁的预警线的情况下，将所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速，以及船舶的备案信息发送至所述岸端系统。

在一些实施例中，所述岸端系统，包括：视频采集模块，通过设置在所述桥区预设位置的视频采集装置，和/或桥区及周边的视频监控设备，采集桥区预设范围内的监控视频信息；监控模块，用于设置电子围栏，获取桥区预设范围内的监控视频信息，动态监控所述船舶的航行；桥区预警模块，用于在所述船舶进入所述电子围栏的情况下，通过整合或新建高能见度通航灯标、警示灯标，进行点亮或闪烁或显示不同颜色，和/或通过整合或新建可远程控制的高音喇叭，进行语音指令播报，和/或通过整合或新建可远程控制的户外显示大屏，进行显示通航信息和报警信息。

在一些实施例中，所述岸端系统，还包括：水文检测模块，用于通过新建或整合所述桥区周边水位站动态采集，获取水文和流量的水文信息，计算得到所述桥梁的通航净高；气象检测模块，用于通过新建所述桥区的气象监测设备或集成已有的气象监测设备，动态获取所述桥区的气象信息；第二通信模块，用于将所述桥梁的通航净高、所述水文信息和所述气象信息发送至所述船舶系统。

在一些实施例中，所述船端系统，还用于：在所述船舶进入所述桥梁的报警线的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息；或者，根据所述桥区的水文信息、所述桥梁的通航净高和船舶的水上高度，在所述船舶的水上高度大于所述桥梁的通航净高的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息；或者，根据所述船舶与周边船舶的相对位置信息，在所述船舶会与所述周边船舶在所述桥梁的通航孔或周边狭窄区域会船的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本公开实施例所提供的一种船舶桥梁防撞方法的流程图；

图2为本公开实施例所提供的船舶桥梁防撞方法的S1的子步骤的流程图；

图3为本公开实施例所提供的船舶桥梁防撞方法的S2的子步骤的流程图；

图4为本公开实施例所提供的一种船舶桥梁防撞系统的结构图；

图5为本公开实施例所提供的船舶桥梁防撞系统中船端系统的结构图；

图6为本公开实施例所提供的船舶桥梁防撞系统中岸端系统的结构图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一些实施例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

下面参考附图描述本公开实施例的船舶桥梁防撞方法和系统。

图1为本公开一实施例所提供的一种船舶桥梁防撞方法的流程图。

如图1所示，该基于船舶桥梁防撞方法包括但不限于以下步骤：

S1：实时获取船舶的航行信息，在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的航行信息以预设频率实时发送至岸端系统。

其中，实时获取船舶的航行信息，船舶的航行信息包括：船舶位置、对地航向、对地航速等信息。

桥梁的预警线为在桥区航道距离桥梁一定距离的位置处设置预警线，设置的位置与当前航道的水位情况、水流速度、风向、船舶的尺寸和载荷等有关，可根据船舶的通航要求进行动态设置。

本公开实施例中，船端系统根据实时获取船舶的航行信息及周边通航设施信息，判断船舶和桥梁的位置关系，判断船舶是否进入桥梁的预警线，即是否到达桥梁的预警线，在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的船舶的航行信息以预设频率实时发送至岸端系统。

可以理解的是，在船舶进入桥梁的预警线，在一般情况下，也就意味着船舶的航线需要经过桥梁，此时，将实时获取的船舶的航行信息和船舶的备案信息以预设频率发送至岸端系统，以向岸端系统报备船舶的通航信息，以便岸端系统能够对船舶进行动态监控，对其通航经过桥梁进行调控。在特殊情况下，船舶其航线不需要经过桥梁，但是其进入桥梁的预警线，此时，将实时获取的船舶的航行信息和船舶的备案信息以预设频率发送至岸端系统，向岸端系统报备船舶的通航信息，岸端系统会向该船舶发出预警，以提示该船舶驶离桥梁的预警线，以防该船舶影响桥区其他船舶的正常通航。

S2：根据航行信息，动态监控船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高发送至船端系统。

本公开实施例中，船端系统在接收到岸端系统以预设频率实时发送的船舶的航行信息，与通航管理要求及航路航法要求进行动态对比之后，根据设置在桥区预设位置的视频采集装置，采集桥区预设范围内的视频信息，对船舶的航行进行动态监控，对船舶通航经过桥梁进行动态调控。

并且，通过设置在桥区预设位置的水文检测装置，检测桥区预设范围内的水文信息，其中，水文信息，包括：水位、水流方向和水流速度等信息。通过设置在桥区预设位置的气象检测装置，检测桥区预设范围内的气象信息，如气温、气压、风、湿度、降水、能见度等信息。

本公开实施例中，获取桥梁的通航净高，由于桥梁通航高度位置信息是已知的，根据水位通过计算即可得到桥梁的通航净高；或者，通过在桥梁上设置测量通航净高的装置，例如超声波探测等装置，可以直接测量得到桥梁的通航净高。

S3：在船舶进入预警线之后，根据桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向岸端系统发送风险报警信息。

在船舶进入预警线之后，即向着桥梁进一步行驶，根据桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，例如：根据桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高，判断船舶在通过桥梁时会发生碰撞的情况下，向岸端系统发送风险报警信息，以通知岸端系统进行调控，或者做出相应的应急准备。

S4：根据风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。

本公开实施例中，岸端系统通过预先设置风险预警信息对应的预案，使得能够在接收到风险预警信息，根据相应的预案，进行自动处置，包括：可与船端系统进行交互、指令下达，可通过主动式防撞模式，如通过桥区设置的告警装置，如通航灯标、警示灯标、桥上高音喇叭、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)大屏等进行防撞预警；被动式防撞模式，如：通过远控防撞装置，进行防撞。

本公开中提供的船舶桥梁防撞方法，通过实时获取船舶的航行信息，在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的船舶的航行信息以预设频率实时发送至岸端系统；根据航行信息，动态监控船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高发送至船端系统；在船舶进入预警线之后，根据桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向岸端系统发送风险报警信息；根据风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。由此，采用基于船舶航行动态与通航管理要求及航路航法要求动态比对、船舶高度与桥梁通航净高比对、监控视频限制区域自动识别等多种技术方法对船舶碰桥的多种安全风险进行有效识别，涵盖风险识别种类、准确率高；实现主动与被动两种防撞模式的联动，通过在岸端系统中配置相应的处置预案，可实现两种防护模式的自动化联动，有利于风险的随时发现、随时响应，更有效地保护船舶和桥梁。

如图2所示，本公开实施例中，S1具体还包括但不限于以下步骤：

S11：对船舶的位置进行定位，获取船舶的位置信息、对地航向和对地航速；以及动态获取船舶与桥梁的距离，判断船舶是否进入桥梁的预警线。

其中，依托高精度GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)定位装置，如GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、北斗高精度差分信号等，实时获取船舶位置、对地航向、对地航速等信息，实现船舶亚米级定位。船端系统根据电子海图模块提供的航道图、实时获取船舶的航行信息及周边通航设施信息，判断船舶和桥梁的位置关系，判断船舶是否进入桥梁的预警线，即是否到达桥梁的预警线。

S12：动态获取船舶与周边船舶的相对位置信息。

本公开实施例中，依托AIS(Automatic Identification System,船舶自动识别系统)装置，接收周边船舶的动态信息，以获取船舶与周边船舶的相对位置信息，并且AIS装置还可以将本船的航行动态信息发送至周边船舶，以实现船舶与周边船舶交互，互通信息等。

S13：在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将船舶的位置信息、对地航向和对地航速，以及船舶的备案信息发送至岸端系统。

本公开实施例中，在获取到船舶的位置信息、对滴航向和对地航速，以及船舶的备案信息之后，通过通信模块基于移动互联网将上述信息发送至岸端系统，以实现船端和岸端进行通信，本公开实施例中通信模块可承载二进制数据、文本数据、语音数据、图像数据的传输。

如图3所示，本公开实施例中，S2具体还包括但不限于以下步骤：

S21：通过设置在桥区预设位置的视频采集装置，和/或桥区及周边的视频监控设备，采集桥区预设范围内的监控视频信息。

本公开实施例中，通过在桥区预设范围内设置视频采集装置，或集成桥区及桥区周边视频监控摄像系统，动态获取桥区通航视频，并推送至岸端系统。

S22：设置电子围栏，获取桥区预设范围内的监控视频信息，动态监控所述船舶的航行。

本公开实施例中，岸端系统中的视频监控模块通过设置电子围栏，如船舶进入限制区域，进行自动报警，报警信息发送至岸端系统，并转发至船端系统，提醒船舶驾驶员，为了保证低能见度条件下的监控效果，摄像头支持红外监控功能。由此，增加违规驾驶风险识别技术手段，弥补因船端系统临时故障或未开启带来的风险监测遗漏。

S23：在船舶进入所述电子围栏的情况下，通过整合或新建高能见度通航灯标、警示灯标，进行点亮或闪烁或显示不同颜色，和/或通过整合或新建可远程控制的高音喇叭，进行语音指令播报，和/或通过整合或新建可远程控制的户外显示大屏，进行显示通航信息和报警信息。

本公开实施例中，在船舶进入电子围栏的情况下，通过整合或新建可远程控制的高音喇叭，进行语音指令播报，和/或通过整合或新建可远程控制的户外显示大屏，显示通航信息、报警信息和船岸交互信息，和/或通过整合或新建高能见度通航灯标、警示灯标，进行点亮或闪烁或显示不同颜色。

在一些实施例中，本公开实施例中的高能见度通航灯标、警示灯标可动态根据能见度自动进行点亮或闪烁或显示不同颜色，从而可在低能见度(如：大雾、夜间、大雨)条件下使用，清晰标示通航区域。

在一些实施例中，S2还包括：

S24：通过新建或整合桥区周边水位站动态采集，获取水文和流量的水文信息，计算得到所述桥梁的通航净高。

本公开实施例中，通过整合或新建桥区周边水位站动态采集、获取水文、流量等水文信息。

S25：通过新建桥区气象监测设备或集成已有气象监测设备，动态获取所述桥区的气象信息。

本公开实施例中，通过新建桥区气象监测设备或集成已有气象监测设备，动态获取桥区微气象信息，如气温、气压、风、湿度、降水、能见度等。

S26：将桥梁的通航净高、水文信息和气象信息发送至船舶系统。

本公开实施例中通过通信模块基于移动互联网将桥梁的通航净高发送至船端系统，以实现船端和岸端进行通信，本公开实施例中通信模块可承载二进制数据、文本数据、语音数据、图像数据的传输。

在一些实施例中，S3中，预设条件包括：

在船舶进入桥梁的报警线的情况下，向岸端系统发送风险预警信息；或者，根据桥区的水文信息、桥梁的通航净高和船舶的水上高度，在船舶的水上高度大于桥梁的通航净高的情况下，向岸端系统发送风险预警信息；或者，根据船舶与周边船舶的相对位置信息，在船舶会与周边船舶在桥梁的通航孔或周边狭窄区域会船的情况下，向岸端系统发送风险预警信息。

在一些实施例中，桥梁的报警线为在桥区航道距离桥梁一定距离的位置处设置报警线，设置的位置与当前航道的水位情况、水流速度、风向、船舶的尺寸和载荷等有关，可根据船舶的通航要求进行动态设置。

本公开实施例中，在船舶进入桥梁的报警线的情况下，向岸端系统发送风险预警信息，以使岸端系统接收到岸端系统发送的风险预警信息之后，及时作出应急准备或风险预警，例如：向周边船舶发出风险预警信息，以提示周边船舶及时规避，以及及时打开应急防撞设备，以避免船舶与桥梁发生碰撞，由此，通过采用预警线、报警线两级风险防控机制为及时纠正船舶驾驶错误提供更充分的时间，能够进一步避免出现船舶与桥梁相撞，提高船舶行驶的安全性。

本公开实施例中，船端系统通过显示模块显示基于航道图的适合该船舶通过桥梁通航孔的安全推荐路线、适航区域；推荐路线、适航区域应在满足通航管理要求及航路航法要求的前提下，分两种情况分别进行确定：

1)对弧形通航孔，以通航船舶实际水上高度为限定条件(船舶水上高度应<桥梁当前通航净高-安全阈值)，确定推荐路线、适航区域，如果桥梁当前最大通航净高(通航孔最高点距水面距离)-安全阈值<船舶水上高度，则船舶超高，不存在适航区域，识别为船舶超高风险，向岸端系统发送风险预警信息。

2)对于上端平直通航孔，仅考虑船舶是否超高，当前通航净高(通航孔最高点)-安全阈值<船舶水上高度，如未超高，则满足通航管理要求及航路航法要求的航行路线、适航区域即为推荐路线、适航区域；若超高则说明不存在适航区域，识别为超高风险，向岸端系统发送风险预警信息。

其中船舶的水上高度由驾驶人员在每次启航前填报至船端系统，如果未填报船舶水上高度，则将船舶水上高度按船舶空载水上净高计算；安全阈值可动态配置，留有适当余量；桥梁的通航净高通过水文采集的水位信息结合桥梁匹配尺度，由岸端系统计算得到。

本公开实施例中，船端系统启动风险识别、预警功能，当发现风险时，船端系统显示模块显示预警信息，并指示预警原因，通过声音、图像闪烁方式提醒驾驶员注意，同步发送风险预警信息至岸端系统，便于岸端系统做出相应处置处理。

本公开实施例中，船端系统识别的风险包括如下多种可能：

1)判断船舶是否有适航区域，不存在适航区域则发送风险预警信息至岸端系统，进行预警，识别为船舶超高风险。

2)判断船舶是否在适航区域内按照推荐路线航行，不满足要求，则识别为违规驾驶风险。

3)根据当前桥区航道船舶交通流状态，预判是否存在桥区通航孔洞或周边狭窄区域会船可能，识别交通流(会船)风险。

4)判断岸端系统采集的气象、水文状态，特别是低能见度、大风、高水位、大流量是否突破通航风险阈值，识别通航环境风险。

5)岸端系统中的视频监控模块通过设置电子围栏，增加违规驾驶风险识别技术手段，弥补因船端系统临时故障或未开启带来的风险监测遗漏。

在一些实施例中，岸端系统根据风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开相应的应急防撞设备。

本公开实施例中，船端系统和岸端系统交互连接，岸端系统可与桥区通航管理人员的移动终端进行交互，可人工下达指令，进行人工调控。

其中，应急防撞设备，例如防撞网等。

岸端系统接收到风险报警信息之后，通过通航灯标、警示灯标，和/或高音喇叭，和/或户外显示大屏，进行报警信息播报，提醒船舶和/或周边船舶的驾驶人员，以及时调整船舶的驾驶以进行避让。

本公开实施例提供的船舶桥梁防撞方法，采用基于船舶航行动态与通航管理要求及航路航法要求动态比对、船舶高度与桥梁通航净高比对、监控视频限制区域自动识别等多种技术方法对船舶与桥梁相撞的多种安全风险进行有效识别，涵盖风险识别种类、准确率高；通过采用预警线、报警线两级风险防控机制为及时纠正船舶驾驶错误提供更充分的时间；相对于红外成像方式，风险识别准确率受距离影响更小；相对于传统依托AIS系统定位方式，本公开船端系统依托高精度GNSS定位模块，定位精度高，对于通航孔径与船舶尺度接近的情况，误报率低，且无需人工操作、自动化程度高；相对于基于视频智能识别方式，无需大量样本，即可达到较高的识别准确率，更具有普及性，无需根据桥区、通航船舶特点进行单独学习训练，更容易产品化，易推广。并且实现主动与被动两种防撞模式的联动。通过在系统中配置处置预案，可实现两种防护模式的自动化联动，有利于风险的随时发现、随时响应，更有效地保护船舶和桥梁。

图4为本公开实施例提供的一种船舶桥梁防撞系统1的结构示意图。

如图4所示，该防撞系统1包括：船端系统10和岸端系统20。

船端系统10用于实时获取船舶的航行信息，在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的航行信息以预设频率实时发送至岸端系统。

岸端系统20用于根据航行信息，动态监控船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高发送至船端系统。

船端系统10用于在船舶进入预警线之后，根据桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向岸端系统发送风险报警信息。

岸端系统20用于根据风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。

本公开中提供的船舶桥梁防撞系统，船端系统10通过实时获取船舶的航行信息，在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的船舶的航行信息以预设频率实时发送至岸端系统；岸端系统20根据船舶以预设频率实时发送的船舶的航行信息，动态监控船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高发送至船端系统；船端系统10在船舶进入预警线之后，根据桥区的水文信息、气象信息和桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向岸端系统发送风险报警信息；岸端系统20根据风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备。由此，采用基于船舶航行动态与通航管理要求及航路航法要求动态比对、船舶高度与桥梁通航净高比对、监控视频限制区域自动识别等多种技术方法对船舶碰桥的多种安全风险进行有效识别，涵盖风险识别种类、准确率高；实现主动与被动两种防撞模式的联动，通过在岸端系统中配置相应的处置预案，可实现两种防护模式的自动化联动，有利于风险的随时发现、随时响应，更有效地保护船舶和桥梁。

如图5所示，本公开实施例中，船端系统10，包括：海图定位模块101、船舶自动识别系统AIS模块102和第一通信模块103。

海图定位模块101对船舶的位置进行定位，获取船舶的位置信息、对地航向和对地航速；以及动态获取船舶与桥梁的距离，判断船舶是否进入桥梁的预警线。

船舶自动识别系统AIS模块102用于动态获取船舶与周边船舶的相对位置信息。

第一通信模块103用于在船舶进入桥梁的预警线的情况下，将船舶的位置信息、对地航向和对地航速，以及船舶的备案信息发送至岸端系统。

如图6所示，本公开实施例中，岸端系统20，包括：视频采集模块201、监控模块202和桥区预警模块203。

视频采集模块201通过设置在桥区预设位置的视频采集装置，和/或桥区及周边的视频监控设备，采集桥区预设范围内的监控视频信息。

监控模块202用于设置电子围栏，获取桥区预设范围内的监控视频信息，动态监控船舶的航行。

桥区预警模块203在船舶进入所述电子围栏的情况下，通过整合或新建高能见度通航灯标、警示灯标，进行点亮或闪烁或显示不同颜色，和/或通过整合或新建可远程控制的高音喇叭，进行语音指令播报，和/或通过整合或新建可远程控制的户外显示大屏，进行显示通航信息和报警信息。

请继续参见图6，岸端系统20，还包括：水文检测模块204、气象检测模块205和第二通信模块206。

水文检测模块204用于通过新建或整合桥区周边水位站动态采集，获取水文和流量的水文信息，计算得到桥梁的通航净高。

气象检测模块205用于通过新建桥区的气象监测设备或集成已有的气象监测设备，动态获取桥区的气象信息。

第二通信模块206用于将桥梁的通航净高、水文信息和气象信息发送至船舶系统。

在一些实施例中，船端系统10还用于在船舶进入桥梁的报警线的情况下，向岸端系统发送风险预警信息；或者，根据桥区的水文信息、桥梁的通航净高和船舶的水上高度，在船舶的水上高度大于桥梁的通航净高的情况下，向岸端系统发送风险预警信息；或者，根据船舶与周边船舶的相对位置信息，在船舶会与周边船舶在桥梁的通航孔或周边狭窄区域会船的情况下，向岸端系统发送风险预警信息。

需要说明的是，前述对船舶桥梁防撞方法实施例的解释说明也适用于该实施例的船舶桥梁防撞系统，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种船舶桥梁防撞方法，其特征在于，所述方法，包括：

实时获取船舶的航行信息，在所述船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的所述航行信息以预设频率实时发送至岸端系统，所述预警线是基于当前航道的水位情况、水流速度、风向、船舶的尺寸和载荷设置的；

根据所述航行信息，动态监控所述船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高发送至船端系统；

在所述船舶进入所述预警线之后，根据所述桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向所述岸端系统发送风险报警信息；

根据所述风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备；

所述实时获取船舶的航行信息，在所述船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的所述航行信息以预设频率实时发送至岸端系统，包括：

对所述船舶的位置进行定位，获取所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速；以及动态获取所述船舶与所述桥梁的距离，判断所述船舶是否进入所述桥梁的预警线；

动态获取所述船舶与周边船舶的相对位置信息；

在所述船舶进入所述桥梁的预警线的情况下，将所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速，以及船舶的备案信息发送至所述岸端系统；

所述在所述船舶进入所述预警线之后，根据所述桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向所述岸端系统发送风险报警信息，包括：

根据所述船舶与周边船舶的相对位置信息，在所述船舶会与所述周边船舶在所述桥梁的通航孔或周边狭窄区域会船的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述航行信息，动态监控所述船舶的航行，包括：

通过设置在所述桥区预设位置的视频采集装置，和/或桥区及周边的视频监控设备，采集桥区预设范围内的监控视频信息；

设置电子围栏，获取桥区预设范围内的监控视频信息，动态监控所述船舶的航行；

在所述船舶进入所述电子围栏的情况下，通过整合或新建高能见度通航灯标、警示灯标，进行点亮或闪烁或显示不同颜色，和/或通过整合或新建可远程控制的高音喇叭，进行语音指令播报，和/或通过整合或新建可远程控制的户外显示大屏，进行显示通航信息和报警信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高发送至船舶系统，包括：

通过新建或整合所述桥区周边水位站动态采集，获取水文和流量的水文信息，计算得到所述桥梁的通航净高；

通过新建所述桥区的气象监测设备或集成已有的气象监测设备，动态获取所述桥区的气象信息；

将所述桥梁的通航净高、所述水文信息和所述气象信息发送至所述船舶系统。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，所述在所述船舶进入所述预警线之后，根据所述桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向所述岸端系统发送风险报警信息，包括：

在所述船舶进入所述桥梁的报警线的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息；

或者，根据所述桥区的水文信息、所述桥梁的通航净高和船舶的水上高度，在所述船舶的水上高度大于所述桥梁的通航净高的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息。

5.一种船舶桥梁防撞系统，其特征在于，所述系统，包括：

船端系统，用于实时获取船舶的航行信息，在所述船舶进入桥梁的预警线的情况下，将实时获取的所述航行信息以预设频率实时发送至岸端系统，所述预警线是基于当前航道的水位情况、水流速度、风向、船舶的尺寸和载荷设置的；

岸端系统，用于根据所述航行信息，动态监控所述船舶的航行；以及获取桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高发送至船端系统；

船端系统，用于在所述船舶进入所述预警线之后，根据所述桥区的水文信息、气象信息和所述桥梁的通航净高，在预设条件的情况下，向所述岸端系统发送风险报警信息；

岸端系统，用于根据所述风险报警信息，人工控制或者根据相应的预案，进行预警播报和/或打开应急防撞设备；

所述船端系统，包括：

海图定位模块，对所述船舶的位置进行定位，获取所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速；以及动态获取所述船舶与所述桥梁的距离，判断所述船舶是否进入所述桥梁的预警线；

船舶自动识别系统AIS模块，用于动态获取所述船舶与周边船舶的相对位置信息；

第一通信模块，用于在所述船舶进入所述桥梁的预警线的情况下，将所述船舶的位置信息、对地航向和对地航速，以及船舶的备案信息发送至所述岸端系统；

所述船端系统，还用于：

根据所述船舶与周边船舶的相对位置信息，在所述船舶会与所述周边船舶在所述桥梁的通航孔或周边狭窄区域会船的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述岸端系统，包括：

视频采集模块，通过设置在所述桥区预设位置的视频采集装置，和/或桥区及周边的视频监控设备，采集桥区预设范围内的监控视频信息；

监控模块，用于设置电子围栏，获取桥区预设范围内的监控视频信息，动态监控所述船舶的航行；

桥区预警模块，用于在所述船舶进入所述电子围栏的情况下，通过整合或新建高能见度通航灯标、警示灯标，进行点亮或闪烁或显示不同颜色，和/或通过整合或新建可远程控制的高音喇叭，进行语音指令播报，和/或通过整合或新建可远程控制的户外显示大屏，进行显示通航信息和报警信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述岸端系统，还包括：

水文检测模块，用于通过新建或整合所述桥区周边水位站动态采集，获取水文和流量的水文信息，计算得到所述桥梁的通航净高；

气象检测模块，用于通过新建所述桥区的气象监测设备或集成已有的气象监测设备，动态获取所述桥区的气象信息；

第二通信模块，用于将所述桥梁的通航净高、所述水文信息和所述气象信息发送至所述船舶系统。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述船端系统，还用于：

在所述船舶进入所述桥梁的报警线的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息；

或者，根据所述桥区的水文信息、所述桥梁的通航净高和船舶的水上高度，在所述船舶的水上高度大于所述桥梁的通航净高的情况下，向所述岸端系统发送风险预警信息。

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