基于激光光栅矩阵测量船舶高度的桥梁防碰撞预警系统的制作方法

本实用新型属于桥梁防碰撞预警系统，具体地说，涉及一种基于激光光栅矩阵测量船舶高度的桥梁防碰撞预警系统。

背景技术：

近年来，随着国内国民经济的高速增长，内河航运交通变得十分繁忙。

有些桥梁由于设计通航净高有限，或者是航道水文条件的改变，又或者是船舶吃水深度的改变等原因，经常出现船舶碰撞桥梁的事故，船舶驾驶员在经过桥梁时，通过目测和经验判断船舶是否超高。

目前不少专利激光限高的系统方式有激光测距，采用单束激光对射等方式，这些方式存在一定的应用缺陷，如激光对射限高，超高船舶才能被监测到，非超高船舶就不能监测到船舶的实际高度。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种基于激光光栅矩阵测量船舶高度的桥梁防碰撞预警系统，对所有船舶的高度均进行监测，进行数据采集，有利于管理部门的监控。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

基于激光光栅矩阵测量船舶高度的桥梁防碰撞预警系统，在距离桥梁一定距离的航道两侧分别树立立柱，一侧立柱自下而上安装若干激光发射器，另一侧立柱自下而上安装若干激光接收器，激光发射器与激光接收器横跨航道水平对置安装，航道岸边或桥梁设有显示屏，所述激光接收器连接主机箱，所述主机箱连接AIS船舶身份识别模块、VHF甚高频发射模块和所述显示屏，所述AIS船舶身份识别模块和VHF甚高频发射模块无线连接船舶。

进一步，所述激光发射器之间，激光接收器之间上下的间距均为30-50cm。

进一步，所述显示屏为LED显示屏。

进一步，所述主机箱通过4G网络设备连接所述显示屏。

进一步，距离桥梁500-100米的航道两侧分别树立立柱。

进一步，所述主机箱连接云服务器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述基于激光光栅矩阵测量船舶高度的桥梁防碰撞预警系统，在距离桥梁一定距离的航道两侧分别树立立柱，一侧立柱自下而上安装若干激光发射器，另一侧立柱自下而上安装若干激光接收器，激光发射器与激光接收器横跨航道水平对置安装，航道岸边或桥梁设有显示屏，激光接收器连接主机箱，主机箱连接AIS船舶身份识别模块、VHF甚高频发射模块和显示屏，AIS船舶身份识别模块和VHF甚高频发射模块无线连接船舶，航道上形成激光光栅列阵，当船舶通行过光栅组成的列阵，激光列阵受到遮挡即可判断出船舶的实际高度，显示屏显示船舶的实际高度，一旦检测到船舶高度大于预设的报警高度，主机箱通过VHF甚高频发射模块发出报警信号通知到船舶驾驶员。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：

图1是本实用新型所述基于激光光栅矩阵测量船舶高度的桥梁防碰撞预警系统的结构示意图；

图2是本实用新型的原理图。

图中，1——立柱； 2——激光发射器；

3——激光接收器； 4——船舶；

5——主机箱； 6——VHF甚高频发射模块；

7——AIS船舶身份识别模块； 8——水位传感器；

9——LED显示屏； 10——电源模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型所述基于激光光栅矩阵测量船舶高度的桥梁防碰撞预警系统，在距离需要监控的桥梁上下游500-1000米的航道两岸，树立两根相同水平高度的立柱1，一侧安装激光发射器2，另一侧安装激光接收器3，激光发射器2与激光接收器3横跨航道水平对置安装。其中，激光发射安装位置和接收装置是相同的高度值，根据现场实际情况可安装一对或多对激光发射接收器自下而上的安装在立柱1上，间距30cm-50cm，在航道上形成激光光栅栏列阵，每对激光发射器接收器的垂直距离根据实际需要可调，激光接收器的信号输出端与主机箱的IO口电气连接。

当船舶4通行过光栅组成的列阵，激光列阵受到遮挡即可判断出船舶4的实际高度，激光接收器3连接主机箱5，VHF甚高频发射模块6将实际船舶4高度数据通知到航行船舶4的语音对讲系统。VHF甚高频发射模块6连接到主机箱5的音频输入输出接口，VHF甚高频发射模块6用来将音频信号转换成无线电信号发射预警信息。

AIS船舶身份识别模块7信号输入输出端与主机箱5的RS-232接口电气连接，AIS船舶身份识别模块7用来接收预警范围内船舶发射的AIS信息并通过RS-232接口传输给主机箱5，主机箱5亦可以通过AIS船舶身份识别模块7向附近船舶发送文字预警短信。

水位传感器8通过RS-232连接到主机箱5，水位传感器8用来24小时不间断采集桥区水域实时水位信息并通过RS-232接口传输给主机箱5。

主机箱5通过4G网络传输到安装于航道岸边或桥梁上的LED显示屏9直接显示船舶4高度或桥梁通航净高。LED显示屏9通过RS-232连接到主机箱5，LED显示屏9用来向进入预警区域的船舶显示船舶高度及通航净高水位信息。

一旦光栅组被船舶4全部遮挡，主机箱5判断船舶4出现超高，就发出超高警报，从而促使船舶4采取停航措施，避免碰撞事故。主机箱5自动记录所有通航船只的航向，航速，高度，实时水位信息等数据并上传云服务器端保存数据。

主机箱5根据激光接收器的输出情况测量经过的船舶的高度。主机箱5对AIS船舶身份识别模块7传输过来的数据进行解析，提取驶入监测区域的船舶的MMSI号(船舶识别号)，通过查找数据库提取对应MMSI的中文船名。主机箱5根据桥梁的设计通航标高、测量的实时水位标高，计算出实时通航净高。主机箱5把监测区域的船舶的中文船名、通航净高、是否超高等预警信息内容转换变成语音信息通过主机箱5的语音输出接口传输给VHF甚高频发射模块6。主机箱5把进入检测区域的中文船名、通航净高、是否超高等预警信息内容通过RS-232传输给LED显示屏9。主机箱5把通航净高、是否超高等预警信息内容通过RS-232传输给AIS船舶身份识别模块7，通过AIS船舶身份识别模块7向进入桥区的船舶发送文字短信预警信息。

如图2所示，主机箱5、AIS船舶身份识别模块7、VHF甚高频发射模块6、水位传感器8、LED显示屏9、激光发射器2和激光接收器3均连接电源模块10。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。