一种基于AIS桥梁主动防撞系统的制作方法

本实用新型涉及桥梁工程防撞技术领域，尤其涉及一种基于AIS桥梁主动防撞系统。

背景技术：

桥梁的防撞措施一般可分为两种方式：主动防撞(不接触)和被动防撞(结构防撞)。被动防撞是通过桥墩自身的加强或防护设施来抵抗船舶的撞击威胁。我国具有知识产权的柔性耗能被动防撞设备，能拨开船头使撞击能大部分保留在船上，具有较高的耗能，实现“三不坏”(桥不坏，船不坏，防撞装置不坏)。

苏通大桥在建造时把钢吊箱与防船撞方案相结合形成了一种能承受更大船舶撞击力的被动防撞结构，对桥梁基础起到有效的防护作用。至目前为止，国内外对桥墩防撞领域的研究主要侧重于被动防撞措施，将桥梁保护系统直接安装在桥墩上，以防桥墩直接遭受船舶碰撞。

苏通大桥在建造过程中采用被动防撞措施原定是浮式钢结构，后来通过深入研究采用了防撞结构与钢吊箱相结合的一种方案。经改进和调整后的钢吊箱能承受更大的船舶撞击力，对桥梁基础起到有效的防护作用。

而在主动防撞措施方面，现有的方法有：(1)划定警戒区域，设立引导标志，引导过往船舶选择正确航路；在通航孔航道配置各种导助航标志。这种方法简单易行，但受环境气候影响大；能见度差时无效。(2)建立安全监控系统，所谓的VTS雷达监控和CCTV摄像监控，对非通航孔水域和通航孔实行24小时人工监控；同时对大桥附近的船舶实施监控。其特点是能监控过往船舶的航行态势，及时警示船只。但成本高；自动化程度低，船方需陆方实时监控提示。

通过事故原因分析可见，采取主动的防撞综合系统是避免人员失误造成船撞桥事故的主要途径，所以建立苏通大桥的主动防撞系统是迫切而重要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于AIS桥梁主动防撞系统。

本实用新型是通过如下措施实现的：一种基于AIS桥梁主动防撞系统，其中，包括通航主桥墩数据信息发送单元、DSP数据处理单元、DGPS单元以及甚高频数字选择性呼叫单元；所述通航主桥墩数据信息发送单元与所述DSP数据处理单元的数字信号接口连接，所述DSP数据处理单元输出端分别与所述DGPS单元和所述甚高频数字选择性呼叫单元相连接；

所述通航主桥墩数据信息发送单元由四个AIS和四个桥墩数据信号发生器组成，四个所述桥墩数据信号发生器分别通过与其相对的四个AIS发出通航主桥墩位置的数字信号，使过往船舶上的雷达图像显示主桥墩位置。

所述DSP数据处理单元的四个AIS中的其中一个AIS上提取过往船舶的信息，通过所述甚高频数字选择性呼叫单元发出语音提示或警告；用AIS实际发射，通过船舶上雷达图像，显示出主桥墩的位置与走向，当船舶存在撞桥危险时应能通过DSC发出警报，并向VTS发出信号，使VTS对该船加强监视及必要的警告；及早地把撞桥的危险制止。

其中，四个所述桥墩数据信号发生器控制端分别与所述通航主桥墩数据信息发送单元的四个AIS数据接口连接，构成主桥墩位置数据信号传输通道。

其中，所述通航主桥墩数据信息发送单元由四个AIS和四个桥墩数据信号发生器组成；为了使雷达图像上能清晰地显示通航主桥墩位置，在每个通航主桥墩位置安装两AIS台，AIS将桥墩的位置数据、桥墩北岸和桥墩南岸、顺应航道的方向和航速不断发送给过往船舶，在其AIS上显示数据，并在雷达屏幕上指示出南北主桥墩的位置。

其中，四个所述AIS中的其中一个AI的数据接口以及所述甚高频数字选择性呼叫单元的输出端分别连接所述DSP数据处理单元的控制端连接，构成过桥船位呼叫信号传输通道。

其中，所述DSP数据处理单元为TMS320LF2407数字信号处理芯片；所述DSP数据处理单元由数字信号处理器工控机组成；从AIS接收的数据信息中，提取出船名、海上移动识别码、航向、航速等信息，经过计算与分析，判别船舶的态势，根据航向不合适、船位不正等情况，对船舶的态势作出准确判断；同时解析DGPS语句，从中提取出准确的世界协调时间，为AIS提供时间基准。

其中，所述DGPS单元主要由一台差分GPS组成，为了使AIS获得发送数据机会，即发送电文的时隙，由DGPS单元提供时间信号，包括时间及秒脉冲信号。

其中，所述甚高频数字选择性呼叫单元接收所述DSP数据处理单元的提示或警告信号后，在VFH-CH70频道上进行选择性呼叫，待船方DSC自动应答后，在VHF-CH6频道上用语音提醒或警告船舶加强警戒。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的主动防撞系统由航主桥墩数据信息发送单元、DSP数据处理单元、DGPS单元以及甚高频数字选择性呼叫单元组成，通过航主桥墩数据信息发送单元的AIS发出苏通大桥主桥墩的数据信息，使过往船舶的雷达显示器上标明主桥墩的位置，及早明确主通航孔的位置；如果有撞桥危险AIS和雷达会发出提醒或警告，使船舶驾驶人员及早加强警戒采取有效避碰措施，安全通过大桥；

(2)、大桥主动防撞系统通过AIS自动采集过往大桥船舶的数据，根据船舶地理位置、航向、航速经过计算判断船舶态势，判断船舶与大桥桥墩的安全距离，预测存在的撞桥危险；

(3)、大桥主动防撞系统对存在撞桥危险的船舶，及早采取措施：一方面通过甚高频数字选择性呼叫单元(VHF-DSC)提取该船舶的海上识别码再用无线电话语音方式，通过该船舶采取措施(改变航向、航速)防止撞桥；另一方面通过接口自动向交管中心值班人员报告，该船具有撞桥危险要加强监视，值班人员通过无线电话指导船舶采用措施避免碰撞。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体电原理框图。

图2为本实用新型实施例的具体电原理框图。

图3为本实用新型实施例中的DSP数据处理单元示意图。

图4为本实用新型实施例中主动防撞系统数据处理流程图。

图5为本实用新型实施例中主动防撞系统程序的流程图。

图6为本实用新型实施例中甚高频数字选择性呼叫单元处理电路图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1至图6，本实用新型是：一种基于AIS桥梁主动防撞系统，其中，包括通航主桥墩数据信息发送单元、DSP数据处理单元、DGPS单元以及甚高频数字选择性呼叫单元；通航主桥墩数据信息发送单元与DSP数据处理单元的数字信号接口连接，DSP数据处理单元输出端分别与DGPS单元和甚高频数字选择性呼叫单元相连接；

通航主桥墩数据信息发送单元由四个AIS和四个桥墩数据信号发生器组成，四个桥墩数据信号发生器分别通过与其相对的四个AIS发出通航主桥墩位置的数字信号，使过往船舶上的雷达图像显示主桥墩位置。

DSP数据处理单元的四个AIS中的其中一个AIS上提取过往船舶的信息，通过甚高频数字选择性呼叫单元发出语音提示或警告。

其中，四个桥墩数据信号发生器控制端分别与通航主桥墩数据信息发送单元的四个AIS数据接口连接，构成主桥墩位置数据信号传输通道。

其中，通航主桥墩数据信息发送单元由四个AIS和四个桥墩数据信号发生器组成；为了使雷达图像上能清晰地显示通航主桥墩位置，在每个通航主桥墩位置安装两AIS台，AIS将桥墩的位置数据、桥墩的北岸、南岸、航向和航速，不断发送给过往船舶，在其AIS上显示数据，并在雷达屏幕上指示出南北主桥墩的位置。

其中，四个AIS中的其中一个AI的数据接口以及甚高频数字选择性呼叫单元的输出端分别连接DSP数据处理单元的控制端连接，构成过桥船位呼叫信号传输通道。

其中，DSP数据处理单元为TMS320LF2407数字信号处理芯片；DSP数据处理单元由数字信号处理器工控机组成；从AIS接收的数据信息中，提取出船名、海上移动识别码、航向、航速等信息，经过计算与分析，判别船舶的态势，根据航向不合适、船位不正等情况，对船舶的态势作出准确判断；同时解析DGPS语句，从中提取出准确的世界协调时间，为AIS提供时间基准。

其中，DGPS单元主要由一台差分GPS组成，为了使AIS获得发送数据机会，即发送电文的时隙，由DGPS单元提供时间信号，包括时间及秒脉冲信号。

其中，甚高频数字选择性呼叫单元接收DSP数据处理单元的提示或警告信号后，在VFH-CH70频道上进行选择性呼叫，待船方DSC自动应答后，在VHF-CH6频道上用语音提醒或警告船舶加强警戒。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。