CN114973771B - 一种桥梁主动防船撞方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于交通安全技术领域，具体涉及一种桥梁主动防船撞方法，根据桥墩所处桥区河段水流条件及航道等级，将桥区航道划分为警告区域、预警区域、干扰区域，在干扰区域内安装水流干扰系统，桥梁上布设有高精度探测器，高精度探测器与水流干扰系统联动，通过探测器监测桥区河段内船舶运动轨迹，船舶进入预警区域偏航时对偏航船舶进行警告，若船舶未能在警告后及时调整航向，进入预警区域内依然偏离安全航道航行，则启动水流干扰系统改变干扰区域内水流条件，拨开船艏，迫使船舶避开桥墩，用于解决目前防撞设备大多通过吸收船舶撞击力，被动防撞装置、船舶均会损坏，桥墩需承受冲击力，不能在保护桥墩又保护船舶问题。

Description

一种桥梁主动防船撞方法
技术领域
本发明属于交通安全技术领域，具体涉及一种桥梁主动防船撞方法。
背景技术
随着交通运输业的不断发展，大量跨海、跨江桥梁不断兴建。多数桥梁所处的江、海水域多是船舶流量大的航道，其桥区河段环境复杂多变，船舶通过桥区河段时发生失控、偏航，撞击桥墩，涉水桥墩船撞风险极大。目前，关于桥墩防撞大多采用在桥墩上设置缓冲组件，通过吸收船舶撞击力，被动防撞装置、船舶均会损坏，桥墩需承受冲击力，防撞效果不易达到既保护桥墩又保护船舶目的。
发明内容
基于上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种桥梁主动防船撞方法，用于解决目前防撞设备大多通过吸收船舶撞击力，被动防撞装置、船舶均会损坏，桥墩需承受冲击力，不能在保护桥墩又保护船舶问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种桥梁主动防船撞方法：包括如下步骤：
步骤一：根据桥区河段水流条件及航道等级划分警告区域，然后根据划分的警告区域和涉水桥墩位置以及实际情况在桥区河段划分预警区域和干扰区域，并在干扰区域内布设水流干扰系统；
步骤二：在桥梁上安装高精度探测器，高精度探测器与水流干扰系统联动，通过探测器探测桥区河段内船舶行驶轨迹，判断船舶是否偏航；
步骤三：船舶进入预警区域警示无效后，则启动水流干扰系统改变干扰区域内水流条件，使船舶行驶到干扰区域时拨开船艏，迫使船舶避开桥墩，进入规定航道。所述预警区域指偏航船舶通过警告区报警后，仍未纠正偏航有撞击桥墩风险的区域。
本发明中实现上述方法的方案如下：
进一步，所述水流干扰系统包含流场改变模块、无线电通信模块和控制模块，控制模块内置分析单元和决策单元，所述流场改变模块与控制模块联动，所述控制模块通过无线电通信模块与高精度探测器联动。高精度探测器监测桥区河段内船舶轨迹并将信息通过无线电通信模块反馈至控制模块，分析单元通过预设的系统处理接收的信息最后通过决策单元控制流场改变模块启闭，由流场改变模块主动对桥区河段来船方向水流进行干扰，改变来船方向水流条件，拨开船艏，迫使船舶避开桥墩，进入规定航道，达到避碰目的。
进一步，所述流场改变模块包括浮式平台、浮台固定件、水力高能束发生器和控制器，所述浮式平台通过浮台固定件固定于水面线上，所述水力高能束发生器和控制器均安装于浮式平台内，本实施例中优选水力高能束发生器由动力源和增压器等组成，水力高能束发生器由控制器控制。浮式平台作为安装水流干扰系统的搭载台。
进一步，所述水力高能束发生器的进水口位于浮式平台下部，所述浮式平台内安装有多个排列组合的喷射管，喷射管位于水面线以下，喷射管的出口朝向桥区河段干扰区域内，喷射管均与水力高能束发生器的增压管相连。通过排列组合设置多个喷射管扩大喷射范围，从而增大对水流的干扰范围，提高水流干扰效率。
进一步，所述浮台固定件为缆式固定机构，所述缆式固定机构包括锚缆机、导缆器和重力锚，锚缆机、导缆器均安装于浮式平台内，锚缆机的锚缆穿过导缆器与重力锚连接。浮式平台可在较深的航道进行布设，适用范围较广。
进一步，所述水力高能束发生器的数量为多组，所述浮式平台上安装有与喷射管相悖设置的反冲管，水力高能束发生器通过增压管分别与喷射管和反冲管连接。其中水力高能束发生器通过的喷射管向桥区河道干扰区域内喷射干涉水流，而另一组反冲管通过与水力高能束发生器增压管连接向相反方向喷射水流抵消后座力。
进一步，水流干扰系统若在浅水区域使用时，所述浮台固定件为导向柱，浮式平台通过导向器在导向柱上滑动，导向柱对浮式平台起平面约束竖直导向作用。所述导向柱嵌入河底岩石层内。通过导向柱约束浮式平台，同时浮式平台在浮力、重力作用下沿导向柱升降适应水位变化。
本发明的有益效果：
在偏航船舶无法纠正航向即将撞击桥墩情况下，通过主动对桥区河段来船方向水流进行局部干扰，改变来船方向水流条件，使偏航船舶进入干扰区域时通过干扰水流拨开船艏，从而改变偏航船舶航向，迫使船舶避开桥墩，进入规定航道，达到避碰目的。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明实施例1中水流干扰系统使用状态桥区河段的示意图；
图2为本发明实施例1中水流干扰系统的俯视图；
图3为本发明实施例1中水流干扰系统的主视图；
图4为本发明实施例1中水流干扰系统的左视图；
图5为本发明实施例2中水流干扰系统的俯视图；
图6为本发明实施例2中水流干扰系统的主视图；
图7为本发明实施例2中水流干扰系统的左视图；
主要元件符号说明如下：
桥区河段01、警告区域02、预警区域03、浮式平台1、水流干扰系统10、控制器2、水力高能束发生器3、进水口31、喷射管4、反冲管5、锚缆机61、导缆器62、锚缆63、重力锚64、锚缆指示标65、桥梁81、桥墩82、探测区为83、导向柱111、导向器112、干扰区域9。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
实施例1
一种桥梁主动防船撞方法，如图1所示，根据桥墩所处桥区河段01水流条件及航道等级划分警告区域02，然后根据划分的警告区域02和涉水桥墩82位置划分预警区域03和干扰区域9并在干扰区域内布设水流干扰系统10；在桥梁81上安装高精度探测器，高精度探测器与水流干扰系统联动，高精度探测器探测区域为83，通过探测器探测桥区河段内船舶行驶轨迹；根据桥区环境条件预设预警区域03，当高精度探测器探测到船舶偏航警告无效，进入预警区域03后仍然偏航，则启动水流干扰系统改变干扰区域内水流条件，迫使船舶避开桥墩，进入规定航道，达到避碰目的。其中，预警区域指船舶偏航通过报警后，仍未纠正偏航有撞击桥墩风险的区域。
具体地，水流干扰系统包含流场改变模块、无线电通信模块和控制模块，控制模块内置分析单元和决策单元，流场改变模块与控制模块联动，控制模块通过无线电通信模块与高精度探测器联动，高精度探测器监测桥区河段内航船情况并将信息通过无线电通信模块反馈至控制模块，分析单元通过对偏航船舶轨迹进行分析处理，决策单元控制流场改变模块启闭，流场改变模块通过喷射管对干扰区域内水流条件进行干扰。
具体地，如图2～图4所示，流场改变模块包括浮式平台1、锚缆机61、导缆器62、重力锚64、水力高能束发生器3和控制器2，浮式平台1通过浮台固定件固定于水面线上，由浮式平台1作为布设水流干扰系统的搭载台，锚缆机61、导缆器62均安装于浮式平台1内，锚缆机61的锚缆63穿过导缆器62与重力锚64连接，相邻两个锚缆63呈八字分布，锚缆63上安装有锚缆指示标65，便于确定锚缆63的位置，浮式平台1可在水位变幅较大的桥区河段进行布设，适用范围较广。水力高能束发生器3和控制器2均安装于浮式平台1内，水力高能束发生器由控制模块控制，无线电通信模块和控制模块位于控制器2内，水力高能束发生器的进水口31位于浮式平台1下部，浮式平台1上安装有多个排列组合的喷射管4，喷射管4的出口朝向干扰区域9内，喷射管4与水力高能束发生器增压管相连，水力高能束发生器通过进水口31取水通过动力源和增压器将高能束水流由喷射管4喷向干扰区域9内(如图1所示)，多个排列组合布置的喷射管4可扩大喷射范围，提高水流干涉的效果。所述浮式平台上安装有与喷射管相悖设置的反冲管，反冲管通过与水力高能束发生器增压管连接向相反方向喷射水流抵消后座力。
实施例2。
如图5～图7所示，本发明应用于较浅的桥区河段时，与实施例1不同的是，浮式平台1通过导向器112在导向柱111上滑动，导向柱111对浮式平台1起平面约束竖直导向作用，同时浮式平台1在浮力、重力作用下沿导向柱升降适应水位变化。导向柱111嵌入河底岩石层内。
以上对本发明提供的一种桥梁主动防船撞方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种桥梁主动防船撞方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：根据桥区河段水流条件及航道等级划分警告区域(02)，然后根据划分的警告区域(02)和涉水桥墩位置以及实际情况在桥区河段(01)划分预警区域(03)和干扰区域(9)，并在干扰区域(9)内布设水流干扰系统；
步骤二：在桥梁(81)上布设高精度探测器，高精度探测器与水流干扰系统联动，通过探测器探测桥区河段内船舶行驶轨迹，判断船舶是否偏航；
步骤三：当船舶进入预警区域(03)警示无效后，则启动水流干扰系统改变干扰区域内水流条件，偏航船舶行驶到干扰区域(9)时拨开船艏，迫使船舶避开桥墩，进入规定航道；
所述水流干扰系统设置在桥梁外侧，所述水流干扰系统包含流场改变模块，所述流场改变模块包括浮式平台(1)、浮台固定件、水力高能束发生器(3)和控制器(2)，所述水力高能束发生器的进水口(31)布置在浮式平台(1)下部，所述浮式平台(1)上安装有多个喷射管(4)，所述水力高能束发生器的数量为多组，所述浮式平台(1)内安装有与喷射管(4)相悖设置的反冲管(5)，反冲管(5)与水力高能束发生器连接。
2.根据权利要求1所述一种桥梁主动防船撞方法，其特征在于：所述水流干扰系统还包含无线电通信模块和控制模块，控制模块内置分析单元和决策单元，所述流场改变模块与控制模块联动，所述控制模块通过无线电通信模块与高精度探测器联动。
3.根据权利要求2所述一种桥梁主动防船撞方法，其特征在于：水力高能束发生器由控制模块控制，所述浮式平台(1)通过浮台固定件固定于水中，所述水力高能束发生器(3)和控制器(2)均安装于浮式平台(1)内，无线电通信模块和控制模块位于控制器(2)内。
4.根据权利要求3所述一种桥梁主动防船撞方法，其特征在于：多个喷射管(4)水平排列且位于水面线以下，喷射管(4)的出口朝向桥区河段干扰区域内，喷射管(4)与水力高能束发生器的增压管相连。
5.根据权利要求4所述一种桥梁主动防船撞方法，其特征在于：水流干扰系统在深水区域使用时，所述浮台固定件为缆式固定机构，所述缆式固定机构包括锚缆机(61)、导缆器(62)和重力锚(64)，锚缆机(61)、导缆器(62)均安装于浮式平台(1)内，锚缆机(61)的锚缆(63)穿过导缆器(62)与重力锚(64)连接，平面约束浮式平台(1)。
6.根据权利要求4所述一种桥梁主动防船撞方法，其特征在于：水流干扰系统在浅水区域使用时，所述浮台固定件为导向柱(111)，浮式平台(1)通过导向器(112)在导向柱(111)上滑动，导向柱(111)对浮式平台(1)起平面约束竖直导向作用；所述导向柱(111)嵌入河底岩石层内。
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