一种铁路桥梁防撞雷达预警系统的制作方法

本发明涉及雷达预警领域。

背景技术：

铁路桥梁在设计时由于受到某些条件限制，基本没有设计桥墩防碰撞系统。然而由于现在内河运输的发展非常迅猛，导致铁路桥梁的桥墩经常会受到各类船只的碰撞，已威胁到大桥的安全，尤其威胁铁路运输安全。由于缺乏相应的预警/报警系统，不能及时进行对桥梁的桥墩碰撞情况掌握并进行有效检测。

目前对远程监测预警系统有以下多种解决方案，但是都存在不足：

1)采用激光测距仪作为测量传感器，经试验验证激光能量极易被水散射，量程为30m的测距仪在距水面2m，水深200mm时就接收不到反射光束了。

2)超声波测距仪，超声波的声速受大气环境影响较大，空气中的速度和水里的速度差异较大。

3)使用普通多普勒雷达作为探测器使用，受安装条件限制过多，一是必须要避开桥墩4米安装传感器，安装风险大、使用极为不便。二是对江河水面漂浮物造成误报。

4)使用摄像机移动图像报警方式，一是摄像机白天设置的报警参数和晚上的图像变化不匹配(白天彩色，晚上黑白图像)，造成灵敏度下降。二是雾大的天气直接造成灵敏度下降，而且这个时间的撞桥率会高于平时，极易漏报。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铁路桥梁防撞雷达预警系统，实现对桥墩的防撞预警以及撞击告警。

实现上述目的的技术方案是：

一种铁路桥梁防撞雷达预警系统，包括上位机，以及分别连接所述上位机的x波段雷达探测设备、无线通信模块、声光报警装置和录像装置，其中，

所述x波段雷达探测设备安装在桥墩上，对桥墩前方预设区域内行驶的船舶利用x波段进行探测，并将探测到的数据实时发送到所述上位机；所述预设区域包括依次相接的预警区域、报警区域和撞击区域；

所述上位机根据接收的数据，确定船舶所处区域和所处时间，并针对所处区域执行下列操作：

船舶位于报警区域并达到预设时间时，所述上位机控制所述声光报警装置进行警报，同时将预警信息通过所述无线通信模块发送出去；

船舶位于撞击区域时，所述上位机控制所述录像装置进行录像，同时将撞击信息通过所述无线通信模块发送出去。

在上述的铁路桥梁防撞雷达预警系统中，所述预设区域为：以桥墩起点，横向两侧各s米，纵向m米内的区域；

所述撞击区域为：以桥墩起点，横向两侧各s米，纵向h米内的区域；

所述报警区域为：以桥墩起点，横向两侧各s米，纵向h米至n米之间的区域；

所述预警区域为：以桥墩起点，横向两侧各s米，纵向n米至m米之间的区域；

m﹥n﹥h。

在上述的铁路桥梁防撞雷达预警系统中，船舶位于预警区域时，所述上位机根据接收的数据，利用轨迹算法对行驶中的船舶进行移动轨迹判定，并与预设的距离参数和撞击点范围参数进行比较，判定是否触发预警。

本发明的有益效果是：本发明采用x波段雷达设备对远距离航道中行驶的船舶进行探测，针对铁路桥梁桥墩进行防撞预警以及撞击告警。通过本发明可以有效避免船舶对桥梁桥墩的撞击事件发生，以及撞击事件发生后，第一时间通知设备管辖部门赶到现场采取应急措施，迅速对桥墩进行维护和检查，避免由于桥墩的受损而发生行车事故，从而确保铁路行车安全。

附图说明

图1是本发明的铁路桥梁防撞雷达预警系统的结构图；

图2是本发明中预设区域的示意图；

图3是本发明中直线航道预警状态示意图；

图4是本发明中非直线航道预警状态示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明的铁路桥梁防撞雷达预警系统，包括上位机1，以及分别连接上位机1的x波段雷达探测设备2、无线通信模块3、声光报警装置4和录像装置5。

x波段雷达探测设备2安装在桥墩上，对桥墩前方预设区域内行驶的船舶利用x波段进行探测，并将探测到的数据实时发送到所述上位机1。预设区域包括依次相接的预警区域、报警区域和撞击区域，具体地，以桥墩起点，横向(x轴)两侧各s米，纵向(y轴)h米内的区域为撞击区域，纵向h米至n米之间的区域为报警区域，纵向n米至m米之间的区域为预警区域。显然，m﹥n﹥h，m、n、h由桥梁管理单位拟定，如图2所示。

上位机1根据接收的数据，确定船舶所处区域和所处时间，并针对所处区域执行下列操作：

船舶进入预警区域后，x波段雷达探测设备2开始对船舶进行监测跟踪，在船舶驶离预警区域，系统不做任何处理，表明该行使动态作为正常形态。

船舶位于报警区域并达到预设时间(本实施例中为5秒)时，上位机1控制声光报警装置4进行警报，提醒船舶驶离危险区域，避免对桥墩的撞击。同时将预警信息通过无线通信模块3发送出去，一般发给维护人员的手机。

船舶位于撞击区域时，上位机1控制录像装置5进行录像，对撞击桥墩的船舶进行录像拍摄，保留撞击视频，以备后期查处。同时将撞击信息通过无线通信模块3发送出去。

为最高限度地防止撞击，规避危险，当船舶位于预警区域时，即考虑是否触发预警，具体地：上位机1根据接收的数据，利用轨迹算法对行驶中的船舶进行移动轨迹判定，并与预设的距离参数和撞击点范围参数进行比较，判定是否触发预警。

如图3所示，当桥墩前的正常航道为直线航道的时候，船舶行驶偏离正常航道，在监测范围至预警线之间行驶，轨迹判定为即将驶入危险区域，此时启动预警机制，通过声音方式提醒船舶驾驶员，航道有偏离，需要修正航道。可以通过设定预警系统的x轴的方式，扩大水平告警区域，达到当船舶在非常靠近正常航道边缘的时候也发出预警，提醒船舶修正航道。

如图4所示，当桥墩前的正常航道为非直线航道的时候，可以调整系统的y轴范围，将正常航道的偏离线排除在预警线之外，避免发生误警情况，

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种铁路桥梁防撞雷达预警系统，包括上位机，以及分别连接所述上位机的X波段雷达探测设备、无线通信模块、声光报警装置和录像装置，所述X波段雷达探测设备安装在桥墩上，对桥墩前方预设区域内行驶的船舶利用X波段进行探测，并将探测到的数据实时发送到所述上位机；所述上位机根据接收的数据，确定船舶所处区域和所处时间，并针对所处区域执行相应操作。从而实现对桥墩的防撞预警以及撞击告警。

技术研发人员：田刚;周建军;张健丰;童喆敏;万大丰;李诚;贡照华;高志明;金辉;杨茂洲;郑健;李建华;郭凤娟;刘志清;于强;朱国靖;赵晓慧;张杰武;陈庆龙
受保护的技术使用者：上海新海信通信息技术有限公司;上海铁路局南京桥工段
技术研发日：2017.04.19
技术公布日：2017.07.21