桥梁主动防船撞系统及其使用方法与流程

本发明涉及船舶交通管理技术领域，特别涉及桥梁主动防船撞系统及其使用方法。

背景技术：

随着交通运输事业的迅猛发展，综合、立体运输体系逐步形成，水上运输日趋繁忙，运输船舶安全及重特大桥梁基础设施安全问题也变得越来越突出。

据不完全统计，我国主要通航河流上的桥梁已经达到474座。仅长江上的大型桥梁达到73座，在建、待建及拟建的大桥桥梁133座。这些数量庞大的桥梁一方面是我国交通运输组织基本保证，与国道、省道公路构成了国家公路网络，同时作为跨越航道的建筑物,桥梁对船舶航行来说无疑是一种障碍物。船撞桥事故频发,不仅涉及到船舶通行的安全,也会严重影响着桥梁的安全运营。根据d.wsmith对1847至1975年世界各地发生的143例桥梁垮塌事故原因的统计,由于船舶撞击导致的各类大型桥梁垮塌事故占据垮塌总数的第三位。随着全球各类水系上桥梁日益密集，以及船舶吨位加大，船撞桥事故成跃升水上运输安全及桥梁垮塌的首要因素。

现有技术中，采取的防撞技术手段主要以被动吸能式钢套箱(桶)等外置防护工程，并以旧桥被动防撞改造为主。

因此，深入开展防船撞相关方面的研究工作，发掘事故中的某些规律性，提出新的技术手段与措施来减少事故的发生率，减小事故的后果，具有非常重要的意义。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供桥梁主动防船撞系统及其使用方法，实现的目的之一是采用光电复合探测及主动预警的方式来判断出船舶驾驶人员的失误和船舶的异常航行姿态，可以最大程度地减少人为因素、船舶失控等因素造成的此类碰撞事故的产生，同时可提前预警并通知桥面道路交通封闭交通，防止因船桥碰撞事故中的二次生命财产损失。

为实现上述目的，本发明公开了桥梁主动防船撞系统，包括设置在大桥上的目标探测与告警模块、数据处理与分析模块、以及监控与人机交互模块。

其中，所述目标探测与告警模块包括若干摄像装置、若干声光告警装置，若干所述摄像装置均用于采集目标船舶的图像信息；

所述数据处理与分析模块包括图像处理与告警分析处理模块、4g无线终端，所述图像处理与告警分析处理模块用于接收并处理所述图像信息，并根据处理结果控制若干所述声光告警装置发出告警，所述图像处理与告警分析处理模块与所述4g无线终端连接，并籍由所述4g无线终端与公共互联网连接；

所述监控与人机交互模块包括监控客户端，所述监控客户端与所述公共互联网连接，籍由所述公共互联网获取所述图像处理与告警分析处理模块的工作信息和/或控制所述图像处理与告警分析处理模块。

优选的，若干所述摄像装置包括若干设置在所述大桥北侧的若干北侧摄像头，以及若干设置在所述大桥南侧的若干南侧摄像头；

若干所述声光告警装置包括若干设置在所述大桥北侧的若干北侧声光告警装置，以及若干设置在所述大桥南侧的若干南侧声光告警装置；

所述图像处理与告警分析处理模块包括数据交换机、视频分析器；所述数据交换机与若干所述北侧摄像头、若干所述南侧摄像头分别连接，接收并处理所述图像信息，所述数据交换机与所述视频分析器连接，并将对所述图像信息的处理结果发送至所述视频分析器；

所述视频分析器与若干所述北侧声光告警装置、若干所述南侧声光告警装置连接，所述视频分析器对接收到的处理结果进行比对和分析，并控制若干所述北侧声光告警装置、若干所述南侧声光告警装置发出不同类型的告警；

所述数据交换机、所述视频分析器均籍由所述4g无线终端和所述公共互联网与所述监控客户端连接。

更优选的，所述监控客户端包括电脑和/或智能手机。

更优选的，所述4g无线终端籍由无线电信号与通讯基站无线连接，并籍由所述通讯基站与所述公共互联网连接。

优选的，所述摄像装置包括可见光摄像装置、红外摄像装置和/或激光摄像装置。

本发明还公开了针对上述桥梁主动防船撞系统的使用方法，步骤如下：

a、所述摄像装置采集所述大桥两侧的所述图像信息；

b、所述摄像装置将采集到的所述图像信息发送至所述数据处理与分析模块，所述数据处理与分析模块中的数据交换机的数据采集系统进行处理，所述数据交换机将所述图像信息发送至所述公共互联网存储，并对所述图像信息处理后形成当前采集数据，之后将所述当前采集数据发送至所述数据处理与分析模块中的视频分析器；

c、所述视频分析器对在一段时间内收到的若干所述当前采集数据进行分析，识别出所述船舶的运动参数；

d、所述视频分析器将所述运动参数与预先设定的船舶异常行为参数进行对比分析；

e、根据所述步骤d的结果进行判断：若所述对比分析结果为未达到告警级别，则终止流程；若所述对比分析结果为达到告警级别，则继续执行步骤f；

f、所述视频分析器对判断为达到告警级别的所述船舶进行锁定，提高被锁定的所述船舶的所述图像信息的采集频率，并调取所述公共互联网中存储的被锁定的所述船舶的所述图像信息，对被锁定的所述船舶的航迹进行预测；

g、所述视频分析器从所述公共互联网中寻找被锁定的所述船舶的相关联系方式，并根据所述预测的结果对对被锁定的所述船舶撞击所述大桥的可能性进行评估；

h、根据所述步骤g的结果进行判断：若所述对比结果为无撞桥危险，则在向被锁定的所述船舶发送善意提醒信息后，终止流程；若所述对比结果为有撞桥危险，则急需执行步骤i；

i、所述视频分析器向被锁定的所述船舶发送要求其自行调整的信息，同时开启所述声光告警装置，对被锁定的所述船舶发出告警；

j、所述视频分析器继续对被锁定的所述船舶的航迹进行预测，判断被锁定的所述船舶自行调整后的航迹；

k、根据被锁定的所述船舶自行调整后的航迹，评估判断被锁定的所述船舶自行调整是否失败，若未失败，怎停止所述声光告警装置，并终止流程；若失败，则继续执行步骤l；

l、所述视频分析器籍由所述公共互联网向驻泊在大桥附近的急救人员发出请求，请求对被锁定的所述船舶的航迹实施外力干预，校正所述船舶的航迹；

m、在完成所述船舶的航迹的校正后，终止流程。

优选的，在所述步骤e中，若所述对比分析结果达到告警级别，所述视频分析器还需将所述对比分析结果发送至所述公共互联网存档。

优选的，在所述步骤h中，若所述对比结果为有撞桥危险，所述视频分析器还需将所述对比结果发送至所述公共互联网存档。

优选的，在所述步骤k中，若所述船舶自行调整失败，所述视频分析器还需将所述船舶自行调整失败的图像信息发送至所述公共互联网存档。

本发明的有益效果：

本发明基于视频监控的通航桥梁主动防船撞预警概念及方案，采用可见光、红外、激光进行复合探测并将探测到的数据进行融合的模式，可以满足全天候、全天时、全自动和稳定可靠的防撞预警需求。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例的结构示意图。

图2示出本发明一实施例中大桥的结构示意图。

图3示出本发明另一实施例结构示意图。

图4示出本发明一使用方法的流程图。

具体实施方式

实施例

如图1和图2所示，桥梁主动防船撞系统，包括设置在大桥上的目标探测与告警模块、数据处理与分析模块、以及监控与人机交互模块。

其中，目标探测与告警模块包括若干摄像装置、若干声光告警装置，若干摄像装置均用于采集目标船舶的图像信息；

数据处理与分析模块包括图像处理与告警分析处理模块、4g无线终端，图像处理与告警分析处理模块用于接收并处理图像信息，并根据处理结果控制若干声光告警装置发出告警，图像处理与告警分析处理模块与4g无线终端连接，并籍由4g无线终端与公共互联网连接；

监控与人机交互模块包括监控客户端，监控客户端与公共互联网连接，籍由公共互联网获取图像处理与告警分析处理模块的工作信息和/或控制图像处理与告警分析处理模块。

本发明的原理在于，采用光电复合探测及主动预警的方式来判断出船舶驾驶人员的失误和船舶的异常航行姿态，基于视频监控的通航桥梁主动防船撞预警概念及方案，采用可见光、红外、激光进行复合探测并将探测到的数据进行融合的模式，可以最大程度地减少人为因素、船舶失控等因素造成的此类碰撞事故的产生，同时可提前预警并通知桥面道路交通封闭交通，防止因船桥碰撞事故中的二次生命财产损失。

如图2和图3所示，在某些实施例中，若干摄像装置包括若干设置在大桥北侧的若干北侧摄像头，以及若干设置在大桥南侧的若干南侧摄像头；

若干声光告警装置包括若干设置在大桥北侧的若干北侧声光告警装置，以及若干设置在大桥南侧的若干南侧声光告警装置；

图像处理与告警分析处理模块包括数据交换机、视频分析器；数据交换机与若干北侧摄像头、若干南侧摄像头分别连接，接收并处理图像信息，数据交换机与视频分析器连接，并将对图像信息的处理结果发送至视频分析器；

视频分析器与若干北侧声光告警装置、若干南侧声光告警装置连接，视频分析器对接收到的处理结果进行比对和分析，并控制若干北侧声光告警装置、若干南侧声光告警装置发出不同类型的告警；

数据交换机、视频分析器均籍由4g无线终端和公共互联网与监控客户端连接。

在某些实施例中，监控客户端包括电脑和/或智能手机。

在某些实施例中，4g无线终端籍由无线电信号与通讯基站无线连接，并籍由通讯基站与公共互联网连接。

在某些实施例中，摄像装置包括可见光摄像装置、红外摄像装置和/或激光摄像装置。

如图4所示，本发明还公开了针对上述桥梁主动防船撞系统的使用方法，步骤如下：

a、摄像装置采集大桥两侧的图像信息；

b、摄像装置将采集到的图像信息发送至数据处理与分析模块，数据处理与分析模块中的数据交换机的数据采集系统进行处理，数据交换机将图像信息发送至公共互联网存储，并对图像信息处理后形成当前采集数据，之后将当前采集数据发送至数据处理与分析模块中的视频分析器；

c、视频分析器对在一段时间内收到的若干当前采集数据进行分析，识别出船舶的运动参数；

d、视频分析器将运动参数与预先设定的船舶异常行为参数进行对比分析；

e、根据步骤d的结果进行判断：若对比分析结果为未达到告警级别，则终止流程；若对比分析结果为达到告警级别，则继续执行步骤f；

f、视频分析器对判断为达到告警级别的船舶进行锁定，提高被锁定的船舶的图像信息的采集频率，并调取公共互联网中存储的被锁定的船舶的图像信息，对被锁定的船舶的航迹进行预测；

g、视频分析器从公共互联网中寻找被锁定的船舶的相关联系方式，并根据预测的结果对对被锁定的船舶撞击大桥的可能性进行评估；

h、根据步骤g的结果进行判断：若对比结果为无撞桥危险，则在向被锁定的船舶发送善意提醒信息后，终止流程；若对比结果为有撞桥危险，则急需执行步骤i；

i、视频分析器向被锁定的船舶发送要求其自行调整的信息，同时开启声光告警装置，对被锁定的船舶发出告警；

j、视频分析器继续对被锁定的船舶的航迹进行预测，判断被锁定的船舶自行调整后的航迹；

k、根据被锁定的船舶自行调整后的航迹，评估判断被锁定的船舶自行调整是否失败，若未失败，怎停止声光告警装置，并终止流程；若失败，则继续执行步骤l；

l、视频分析器籍由公共互联网向驻泊在大桥附近的急救人员发出请求，请求对被锁定的船舶的航迹实施外力干预，校正船舶的航迹；

m、在完成船舶的航迹的校正后，终止流程。

在某些实施例中，在步骤e中，若对比分析结果达到告警级别，视频分析器还需将对比分析结果发送至公共互联网存档。

在某些实施例中，在步骤h中，若对比结果为有撞桥危险，视频分析器还需将对比结果发送至公共互联网存档。

在某些实施例中，在步骤k中，若船舶自行调整失败，视频分析器还需将船舶自行调整失败的图像信息发送至公共互联网存档。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。