CN202210356U

CN202210356U - 跨海大桥防撞预警系统

Info

Publication number: CN202210356U
Application number: CN2011203493657U
Authority: CN
Inventors: 陈洪涛; 潘洪军; 亓常松
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2021-09-08

Abstract

一种跨海大桥防撞预警系统，其特征在于：包括安装在航行船舶上的AIS信号发射装置和安装在岸基上的AIS信号接收及处理装置，所述AIS信号接收及处理装置包括AIS接收机、AIS信号解析器、数据服务器及监控终端，所述AIS接收机接收AIS信号，所述AIS信号解析器对上述AIS信号进行解析并将相应处理结果存入数据服务器，所述的监控终端可视化地实时显示跨海大桥周围航行船舶的运行状况。与现有技术相比，本实用新型在岸基端能对航行船舶发出的AIS信号进行及时分析处理，并且在岸基端的监控终端上能可视化地实时显示航行船舶的运行状况，便于岸基工作人员及时提出险情预警并作出相应的处理措施以保障航行安全。

Description

跨海大桥防撞预警系统

技术领域

本实用新型涉及一种预警系统，具体是一种跨海大桥防撞预警系统。

背景技术

自从有大桥以来，桥船相撞的恶性事故就时有发生。随着社会经济的发展，船舶交通流量猛增，势必导致桥船相撞事件概率增大；同时，船舶的吨位也在快速上升，船舶对桥梁的撞击力从过去的几十吨上升到上万吨，一旦发生碰撞将造成极为巨大的损失。因此，桥船相撞问题已越来越受到重视，但当前的防撞措施主要采用被动防撞方式，即采取浮围、缆索拦截、护桩、人工岛、桩群、围堰、半围堰、复合钢浮围等，力图提高桥墩承受冲撞的能力。被动防撞方法虽然从一定程度上降低了冲撞事故对桥墩的损伤，但大桥管理部门不能在即将出现事故时获得预警。并且，由于被动防撞设施造价昂贵，维护费用高，一般只能保护大桥通航口的主要桥墩，适用范围较为有限。

针对上述被动防撞方式的不足，人们设计了各种主动式的防撞预警系统。现有的各种防撞预警系统在监测预警方面主要在跨海大桥的桥墩上安装监测设备来监测预定水域，并采用图像处理、激光、红外等方法对防撞预警系统的实现与应用做了大量有益的尝试，但是这些预警系统受昼夜、天气等外部条件影响较大，从而判断准确率较低、使用较为有限。为克服这种预警系统的缺陷，人们还从数学模型、专家系统、智能控制等不同方面对船舶避碰问题进行了研究，但是从岸基管理者的角度，目前还无法从众多的船舶中发现有可能威胁桥梁安全的船舶，也无法对这些船舶的不同威胁程度作出迅速评价以致也无法对各种情况的轻重缓急采取相应措施。综上所述，有待对现有的这些跨海大桥防撞预警系统作相应改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能在岸基及时发现可能威胁到桥梁安全的船舶并能及时提出险情预警的跨海大桥防撞预警系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该跨海大桥防撞预警系统，其特征在于：包括安装在航行船舶上的AIS信号发射装置和安装在岸基上的AIS信号接收及处理装置，所述AIS信号接收及处理装置包括AIS接收机、AIS信号解析器、数据服务器及监控终端，所述AIS接收机接收所述AIS信号发射装置发出的AIS信号，所述AIS信号解析器对上述的AIS信号进行解析并将相应处理结果存入所述的数据服务器，所述的监控终端可视化地实时显示跨海大桥周围航行船舶的运行状况。

优选的，所述的AIS接收机、AIS信号解析器、数据服务器及监控终端通过网络互联。这样，AIS接收机、AIS信号解析器、数据服务器及监控终端之间能通过该网络进行数据传输。

作为上述任一方案的进一步改进，所述的航行船舶与所述岸基之间以VHF通信方式进行通信。VHF通信是完成水上交通现场通信的主要手段，对于保障船舶航行安全的重要作用是其他方式的通信所无法取代的。这样，一旦在监控终端画面上出现险情预警，岸基人员除了及时报警提醒调度人员进行调度外，还可通过VHF通信的方式与遇险船舶上的船员时刻保持通话。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该跨海大桥防撞预警系统在岸基端能对航行船舶发出的AIS信号进行及时解析处理，并且在岸基端的监控终端上能可视化地实时显示航行船舶的运行状况，根据监控终端的监控预警画面，岸基工作人员能及时提出险情预警并作出相应的处理措施以保障航行安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例的系统架构图；

图2为本实用新型实施例的监控终端的实时预警监控界面图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，该跨海大桥防撞预警系统包括AIS信号发射装置(图中未示出)和AIS信号接收及处理装置，其中AIS信号发射装置安装在航道中航行的船舶上，AIS信号接收及处理装置安装在岸基上。该AIS信号接收及处理装置包括连接在同一网络上的AIS接收机、AIS信号解析器、数据服务器及监控终端。船舶在航行过程中，AIS信号发射装置发出AIS信号，岸基上的AIS接收机接收该AIS信号，AIS信号解析器从网络上获取该AIS信号对其进行解析并将相应处理结果存入数据服务器，监控终端则可视化地实时显示跨海大桥周围航行船舶的运行状况，将跨海大桥所在海区交通情况及航迹进行实时直观显示。图2为监控终端的实时预警监控画面，在该监控终端画面上可以将处于危险航行状态的船舶与正常航行的船舶设置成不同的颜色，这样监控人员可以很好地分辨以便及时发现跨海大桥周边海域范围内可能出现的险情，比如船舶领域内出现桥梁或者非通航区等险情时，可立即提出险情预警并报警提醒调度人员进行及时调度。此外，岸基工作人员与航行船舶上的船员之间以VHF通信方式保持通话，这样，一旦在监控终端画面上出现险情预警，岸基人员除了及时报警提醒调度人员进行调度外，还可通过VHF通信的方式与遇险船舶上的船员时刻保持通话，以方便抢险。

桥船碰撞的危险性主要体现在桥和船舶在较近的距离上出现对遇局面，对遇局面体现在两个指标上：距离和方向。船舶的质量和航速与碰撞的危害程度高度相关，另外，船舶的航行环境也可能提高船舶航行风险，所以适用大桥防撞预警的桥船相撞危险程度评价包含了这样一些因素：船舶和桥梁的距离、航向、航速、船舶质量和航行环境。

尽管现在船舶上安装的AIS系统使得岸基的监控系统可以了解附近海域船舶的动态，但从众多的船舶中发现有可能威胁桥梁安全的船舶、并迅速评价这些船舶不同的威胁程度，需要预警系统在计算机的辅助下进行。由于船舶和桥梁的距离、航向、航速、船舶质量和航行环境不同，发生碰撞的危险程度随之不同，可以采用模糊数学的综合判断决策方法综合评价相对危险程度，危险度越大越早采用预警手段。

本实施例提出了一种基于模糊判断决策的船舶碰撞预警方法。该船舶碰撞预警方法中船舶相对危险度模糊判断决策算法描述：设因素集U＝[x₁，x₂，x₃，...，x_n}，其中1≤i≤n，是n个评价桥船相撞危险度的因素，即前面所述：船舶和桥梁的距离、航向、航速、船舶质量和航行环境。权重矩阵A＝(a_i)_1×n表示n个评价桥船相撞危险度因素的重要程度，0≤a_i≤1，

矩阵V＝(v_ij)_n×m中的元素v_ij表示第j个船舶在因素x_i上的取值，其中S＝{s₁，s₂，s₃，...，s_m}表示船舶集合，如下

建立每个评价因素的桥船相撞危险度隶属函数，例如船舶和桥梁的距离的危险度隶属函数：

其他因素的隶属函数与此类似。

对船舶集S中的每一个元素，遍历因素集U中元素，计算危险度隶属函数值，计算结果构成模糊矩阵R＝(r_ij)_n×m，其中1≤i≤n，1≤j≤m，n＝|U|，m＝|S|。

权重矩阵A和模糊矩阵R相乘，得到所有船舶的船相撞危险度数据，然后根据情况的轻重缓急采取相应的措施。

具体应用时，该跨海大桥防撞预警系统可以与被动防撞方法相结合，以更大程度地提高跨海大桥的安全系数，降低被撞风险。

Claims

1.一种跨海大桥防撞预警系统，其特征在于：包括安装在航行船舶上的AIS信号发射装置和安装在岸基上的AIS信号接收及处理装置，所述AIS信号接收及处理装置包括AIS接收机、AIS信号解析器、数据服务器及监控终端，所述AIS接收机接收所述AIS信号发射装置发出的AIS信号，所述AIS信号解析器对上述的AIS信号进行解析并将相应处理结果存入所述的数据服务器，所述的监控终端可视化地实时显示跨海大桥周围航行船舶的运行状况。

2.根据权利要求1所述的跨海大桥防撞预警系统，其特征在于：所述的AIS接收机、AIS信号解析器、数据服务器及监控终端通过网络互联。

3.根据权利要求1或2所述的跨海大桥防撞预警系统，其特征在于：所述的航行船舶与所述岸基之间以VHF通信方式进行通信。