CN209486916U - 一种内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，取证系统包括：安装在中小桥梁上的碰撞传感器，用于记录碰撞次数，记录碰撞过程；安装在邻水侧的摄像机，镜头正对桥梁与船舶接触点，用于在碰撞发生时获取带有船舶形状特征的现场图像；接收装置，用于转换和转发信号；信息记录模块，用于存储摄像机采集的碰撞图像，同时发送给监控显示单元；监控显示单元，用于显示碰撞画面并发出警报。本实用新型提供内河船舶与中小桥梁碰撞的简易感知手段，解决碰撞发生不知情、碰撞取证困难、碰撞程度无法及时获知等问题，支撑管理部门的监管和服务等需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁碰撞监测技术，具体涉及一种内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统。
背景技术
随着经济的飞速发展，内河船舶呈现大型化趋势。随着撤渡建桥等进程的加剧，内河船舶的上跨桥梁数量也不断增加。预计到2020年，江苏省航道总里程2.4万公里；高等级航道达标里程超过2550公里。据统计，仅江苏省内河船舶的上跨桥梁超过1000座，绝大部分是中小桥梁。同时，内河船舶数量巨大，常年在江苏省境内的船舶数量接近10万艘，每天需要数次穿过中小桥梁。中小桥梁区别于长大桥梁，完全不同于跨江的悬索桥、斜拉索桥等长大桥梁，受水位影响较大，且在内河中数量巨大。在实际的内河航道上，仍然有大量的内河船舶通过桥梁时发生碰撞现象。目前主要面临以下问题：1、内河航道的中小桥梁基本都有下穿船舶的限高、限宽的要求，且在内河，中小桥梁的主动防撞装置往往缺失。2、内河航道受水位变化影响较大，通过船舶的限高是时变的，船员往往根据经验判断。3、内河水运的信息化手段落后，行进当中的内河船舶与中小桥梁碰撞的现象时有发生，对于发生碰撞的情况管理部门往往不知情。4、中小桥梁有着一定数量的危桥，在碰撞发生时或发生后，其对桥梁道路的通过能力、损害程度以及对于桥梁自身结构、船舶自身的危害程度没有实时评估手段。
虽然有众多的桥梁防撞系统，力求从船舶碰撞前进行警示和预警，现有的桥梁防撞系统往往用于长大桥梁，还没有简易的、普遍适用于内河船舶碰撞中小桥梁的手段。现有的船舶桥梁防撞主要有两大类：(1)智能感知船舶高度，提前预警；(2)物理防撞，减缓碰撞程度，同时预警。第一类方法，需要船载设备、岸侧设备完备；第二类方法，需要加装众多减缓设备。上述防撞系统存在下列问题：一是在碰撞发生后，肇事船舶可以快速逃逸现场，管理人员一是无法取证；二是对于桥梁的损坏没有警示、没有具体数值，对于有着众多限载中小桥梁的公路运输而言，将是极大的隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，通过技术手段解决内河船舶通过上跨桥梁时，碰撞难以取证、桥梁被碰撞程度无法获等问题，为管理部门提供一种船舶碰撞桥梁的取证方法和手段，并提供碰撞程度的第一手资料，辅助管理人员快速判断桥梁状况，保障安全。
实现本实用新型目的的技术方案为：一种内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，包括：
安装在桥梁上的碰撞传感器，用于感知碰撞，生成碰撞信号；
安装在邻水侧的摄像机，镜头正对桥梁，用于在碰撞发生时获取现场图像；
接收装置，用于转发碰撞信号；
信息记录模块，用于存储摄像机采集的碰撞图像，同时发送给监控显示单元；
监控显示单元，用于显示碰撞画面并发出警报；
所述碰撞传感器为用于感知碰撞的第一传感器、用于感知桥梁振动的第二传感器和利用反射技术检测碰撞的第三传感器中的任意一种、两种或三种，若采用两种或三种传感方式，则传感器为并行设置、互为补充，任一传感方式检测到碰撞即生成碰撞触发信号，生成触发信号后传给摄像机，传感器同时记录碰撞信息，经接收装置转换输入给信息记录模块，转发给监控显示单元。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：(1)本实用新型能够提供碰撞程度的第一手资料，辅助管理人员快速判断桥梁状况，保障安全；(2)本实用新型采用碰撞触发式图像感知和过程记录，用于防撞、执法，且可用于大雾、夜间；利用光纤光栅，实时记录碰撞量，并传输给后台，便于实时掌握桥梁安全情况。
附图说明
图1为内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，包括：
安装在桥梁上的碰撞传感器，用于感知碰撞，生成碰撞信号，并记录碰撞程度；
安装在邻水侧的摄像机，镜头正对桥梁，用于在碰撞发生时获取现场图像，即接收到碰撞信号后触发摄像机拍照；
接收装置，用于转换和转发碰撞信号；
信息记录模块，用于存储摄像机采集的碰撞图像，同时发送给监控显示单元；
监控显示单元，用于显示碰撞画面并发出警报；
所述碰撞传感器为用于感知碰撞的第一传感器、用于感知桥梁振动的第二传感器和利用反射技术检测碰撞的第三传感器中的任意一种、两种或三种，若采用两种或三种传感方式，则传感器为并行设置、互为补充，任一传感方式检测到碰撞即生成碰撞触发信号，生成触发信号后传给摄像机，传感器同时记录碰撞信息，经接收装置转换输入给信息记录模块，转发给监控显示单元。
进一步的，三种传感器分别为光纤光栅式传感器、振动传感器和光电式传感器，光纤光栅式传感器用于检测碰撞强度，振动传感器用于检测撞桥时的振动强度，光电式传感器通过光时域反射技术检测撞桥时敷设光纤是否断裂，三种传感器均用于生成触发信号、记录碰撞过程。
光纤光栅式传感器设置在中小桥梁的桥墩侧面以及桥面底部，经光纤光栅解调仪解调的光纤光栅信号用于感知碰撞，生成碰撞触发信号，发送给接收装置，并通过接收装置发送给摄像机和监控显示单元；光纤光栅为多片串联的光纤光栅应变片，对该应变片设置一定的阈值，在碰撞发生超过该阈值时，生成触发信号，同时记录应变量信息；
振动传感器采用振动光缆，敷设在桥面底部和桥墩，与光纤振动解调仪连接，用于检测撞桥时的振动强度，光纤振动解调仪与工控机连接，工控机生成碰撞触发信号后发送给摄像机和监控显示单元；
光电式传感器采用传感光缆，敷设在桥面底部和桥墩，光电式传感器与OTDR解调仪连接，用于检测敷设光纤是否断裂，判断是否有船舶撞桥，所述OTDR解调仪将碰撞触发信号发送给摄像机和监控显示单元；所述OTDR解调仪采用太阳能供电。
进一步的，三种传感器分别采用压电式应变片、压电式传感器和红外感知传感器，均设置在桥梁底部和桥墩侧面，压电式应变片用于感知碰撞，并记录碰撞过程；压电式传感器用于检测桥梁振动，判断是否发生碰撞；红外感知传感器利用反射原理判断桥梁是否发生位移，判断是否发生碰撞；三种传感方式并行设置，任一传感方式检测到碰撞即生成碰撞触发信号。
取证系统还包括声光报警装置，当发生碰撞时通过声光提醒过往船舶；
船舶上设置有GPS设备，当发生碰撞时，将船舶实时位置发送给监控显示单元。
摄像机包括触发模块、摄像模块和补光模块，触发模块用于接收碰撞传感器发来的碰撞触发信号，触发摄像模块采集碰撞画面，补光模块用于光线低于设定要求时补光；
摄像机数量为一个或多个，分别设置在邻水侧，镜头正对中小桥梁。
监控显示单元设置于后台服务器或者移动终端。
下面通过实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
本实施例的三种传感器形式选用光纤光栅传感器、振动光缆和传感光缆。临水侧部署摄像机，镜头正对着桥墩处，全景实现。摄像机可利用太阳能或外接电源供电，200万以上像素，并配有红外、闪光灯、夜视等模块。
信息记录模块：核心芯片8M x 16bit SDRAM式存储芯片EM828164PAY-60UE。
摄像机：核心单元Sony CCD ICX274AQ索尼200万像素高清工业CCD用于高清工业相机，对角线：8.923尺寸：1/1.8寸像素：1688(H)×1248(V)approx.2.11M pixels
信息传输：主要是通过3G/4G卡实现信息传输，内容包括：1、现场图像3幅(触发时、30秒、60秒)、2、碰撞过程信息，经接收装置转换的，也可以通过WIFI等其它无线网络。
监控显示单元：可部署于手机或可访问公网的计算机。
内河船舶上设置有船载GPS定位设备、人工报警与紧急通话设备，在警报后实时将船舶位置、船舶动态与执法系统集成。
本实用新型综合运用OTDR技术、FBG技术和振动光缆技术。
利用光时域反射技术(OTDR)来检测撞桥时敷设光纤是否断裂，以此来判断是否有撞桥事件发生。特点：当中小桥梁分布在野外，且范围比较散时，采用无线监测方式可以基于GIS地图构建监测网。
将光纤光栅(FBG)应变片串联后来检测撞桥时产生的应变量，以此来判断是否有撞桥事件发生。特点：单点测量比较准确。
采用振动光缆来检测撞桥时产生的振动强度，以此来判断是否有撞桥事件发生。特点：防区型监测，桥底上任一点振动均会触发报警。
Claims (10)
1.一种内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，包括：
安装在桥梁上的碰撞传感器，用于感知碰撞，生成碰撞信号；
安装在邻水侧的摄像机，镜头正对桥梁，用于在碰撞发生时获取现场图像；
接收装置，用于转发碰撞信号；
信息记录模块，用于存储摄像机采集的碰撞图像，同时发送给监控显示单元；
监控显示单元，用于显示碰撞画面并发出警报；
所述碰撞传感器为用于感知碰撞的第一传感器、用于感知桥梁振动的第二传感器和利用反射技术检测碰撞的第三传感器中的任意一种、两种或三种，若采用两种或三种传感方式，则传感器为并行设置、互为补充，任一传感方式检测到碰撞即生成碰撞触发信号，生成触发信号后传给摄像机，传感器同时记录碰撞信息，经接收装置转换输入给信息记录模块，转发给监控显示单元。
2.根据权利要求1所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，三种传感器分别为光纤光栅式传感器、振动传感器和光电式传感器，光纤光栅式传感器用于检测碰撞强度，振动传感器用于检测撞桥时的振动强度，光电式传感器通过光时域反射技术检测撞桥时敷设光纤是否断裂，三种传感器均用于生成触发信号、记录碰撞过程。
3.根据权利要求2所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，光纤光栅式传感器设置在中小桥梁的桥墩侧面以及桥面底部，经光纤光栅解调仪解调的光纤光栅信号用于感知碰撞，生成碰撞触发信号，发送给接收装置，并通过接收装置发送给摄像机和监控显示单元；光纤光栅为多片串联的光纤光栅应变片，对该应变片设置阈值，在碰撞发生超过该阈值时，生成触发信号，同时记录应变量信息。
4.根据权利要求2所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，振动传感器敷设在桥面底部和桥墩，与光纤振动解调仪连接，用于检测撞桥时的振动强度，光纤振动解调仪与工控机连接，工控机生成碰撞触发信号后发送给摄像机和监控显示单元。
5.根据权利要求2所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，光电式传感器敷设在桥面底部和桥墩，光电式传感器与OTDR解调仪连接，用于检测敷设光纤是否断裂，判断是否有船舶撞桥，所述OTDR解调仪将碰撞触发信号发送给摄像机和监控显示单元；所述OTDR解调仪采用太阳能供电。
6.根据权利要求1所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，三种传感器分别采用压电式应变片、压电式传感器和红外感知传感器，均设置在桥梁底部和桥墩侧面，压电式应变片用于感知碰撞，并记录碰撞过程；压电式传感器用于检测桥梁振动，判断是否发生碰撞；红外感知传感器利用反射原理判断桥梁是否发生位移，判断是否发生碰撞；三种传感方式并行设置，任一传感方式检测到碰撞即生成碰撞触发信号。
7.根据权利要求1所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，取证系统还包括声光报警装置，当发生碰撞时通过声光提醒过往船舶。
8.根据权利要求1所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，船舶上设置有GPS设备，当发生碰撞时，将船舶实时位置发送给监控显示单元。
9.根据权利要求1所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，摄像机包括触发模块、摄像模块和补光模块，触发模块用于接收碰撞传感器发来的碰撞触发信号，触发摄像模块采集碰撞画面，补光模块用于光线低于设定要求时补光；
摄像机数量为一个或多个，分别设置在邻水侧，镜头正对中小桥梁与内河船舶发生碰撞的点。
10.根据权利要求1所述的内河船舶与中小桥梁碰撞的取证系统，其特征在于，监控显示单元设置于后台服务器或者移动终端。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112211139A (zh) * | 2020-09-11 | 2021-01-12 | 徐大年 | 一种运用于防撞桶的防逃逸系统 |
| CN113008154A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-22 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种桥梁安全监测的光纤传感系统 |
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2018
- 2018-11-05 CN CN201821816546.4U patent/CN209486916U/zh active Active
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