技术特征：
1.基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，包括服务器，服务器通信连接有数据采集单元、数据存储单元，所述数据采集单元用于采集水运巷道上的各船舶的航行状态信息以及各桥梁的通航状态信息，并将其均发送至数据存储单元进行暂存，其特征在于，服务器还通信连接有纵向碰撞监测分析单元、横向碰撞监测分析单元和防撞预警反馈单元；所述纵向碰撞监测分析单元用于从数据存储单元中调取水运巷道上的各船舶的航行状态信息以及各桥梁的通航状态信息，并进行纵向船桥防撞分析处理，据此生成通航高度超高判定信号，并将其发送至防撞预警反馈单元；所述横向碰撞监测分析单元用于从数据存储单元中调取水运巷道上的各船舶的航行状态信息以及各桥梁的通航状态信息，并进行横向船桥防撞分析处理，据此生成轻微偏航预警信号和高度偏航预警信号，并将其发送至防撞预警反馈单元；所述防撞预警反馈单元用于接收通航高度超高判定信号，并进行高度防撞预警控制分析处理，据此执行向船舶压水舱内压载各数量体积水量的操作；所述防撞预警反馈单元还用于接收轻微偏航预警信号和高度偏航预警信号，并进行侧部防撞预警控制分析处理，据此执行向船舶发送偏航通知提醒的操作。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，其特征在于，纵向船桥防撞分析处理的具体操作步骤如下：获取水运巷道的水位基准值与实时水位高度值，并将其进行作差分析，得到水运巷道的实时的水位差值；捕捉连续的n1个时间点的水位差值，并将其进行加和分析，据此得到水位波动值；分析水位波动值的数据大小情况，将水位波动值与预设的波动参照值h1、h2进行比较分析，当水位波动值＜0，则生成巷道水位下降信号，当0＜水位波动值＜h1时，则生成水位轻微上涨信号，当水位波动值＞h1时，则生成水位大幅度上涨信号；依据生成的水位大幅度上涨信号，实时获取水运巷道的水位波动值、桥梁高度值，并将实时的水位波动值与桥梁高度值进行作差分析，得到波动通航净高值；实时监测水运巷道各船舶的船舶通航高度，将各船舶的船舶通航高度与桥梁的波动通航净高值进行比较分析，当船舶通航高度大于等于波动通航净高值时，则生成通航高度超高判定信号。3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，其特征在于，高度防撞预警控制分析处理的具体操作步骤如下：依据通航高度超高判定信号，将各船舶的船舶通航高度与桥梁的波动通航净高值进行作差分析，求得各船舶的通航高度差量值；设置通航高度差量值的梯度参照阈值sp1、sp2，并将通航高度差量值与预设的梯度参照阈值sp1、sp2进行比较分析；当通航高度差量值小于等于预设的梯度参照阈值sp1时，则生成v1体积注水指令，依据v1体积注水指令向船舶压水舱内压载v1体积的水量；当通航高度差量值处于预设的梯度参照阈值sp1与sp2之间时，则生成v2体积注水指令，依据v2体积注水指令向船舶压水舱内压载v2体积的水量；当通航高度差量值大于等于预设的梯度参照阈值sp2时，则生成v3体积注水指令，依据
v3体积注水指令向船舶压水舱内压载v3体积的水量，其中，v1＜v2＜v3。4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，其特征在于，横向船桥防撞分析处理的具体操作步骤如下：实时获取各船舶在水运航道中的航行位置点，当船舶的航行位置点处于预监测航道区域q1内时，实时获取各船舶的航行状态信息中的航行速度、迎风阻力量值和水阻力量值，并将其进行公式化分析，得到各船舶的航行状态系数；设置航行状态系数的航行状态参照范围值fa1，并将航行状态系数与预设的航行状态参照范围值fa1进行比较分析；当航行状态系数小于预设的航行状态参照范围值fa1的最小值时，则生成轻度敏感监测信号，当航行状态系数处于预设的航行状态参照范围值fa1之内时，则生成中度敏感监测信号，当航行状态系数大于预设的航行状态参照范围值fa1的最大值时，则生成高度敏感监测信号；依据轻度敏感监测信号、中度敏感监测信号、高度敏感监测信号进行船舶防撞反应监测力度设置分析处理，据此将警示监测航道区域q2梯度划分为k个、k+1个、k+2个监测子区域；依据划分的各监测子区域，实时获取各监测子区域的船舶的航行位置点以及桥梁碰撞位置点，并进行偏航判定分析处理，据此生成轻微偏航预警信号和高度偏航预警信号。5.根据权利要求4所述的基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，其特征在于，水阻力量值求解如下：实时获取各船舶的船体浸没面积值、航行速度，并将其进行归一化分析，得到各船舶的摩擦阻力量值；实时获取各船舶的船体长宽比和航行速度，并将其进行归一化分析，得到各船舶的兴波阻力量值；实时获取各船舶的涡流阻力量值，将各船舶的摩擦阻力量值、兴波阻力量值以及涡流阻力量值进行加和分析，得到各船舶的水阻力量值。6.根据权利要求4所述的基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，其特征在于，船舶防撞反应监测力度设置分析处理的具体操作步骤如下：依据生成的轻度敏感监测信号、中度敏感监测信号、高度敏感监测信号，并将警示监测航道区域q2梯度划分为k个、k+1个、k+2个监测子区域，其中，k为正整数。7.根据权利要求4所述的基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，其特征在于，偏航判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取各监测子区域的船舶的航行位置点以及桥梁碰撞位置点，将船舶的航行位置点与桥梁碰撞位置点进行作差分析，得到相对距离；设置相对距离的安全距离范围fw，当相对距离处于安全距离范围fw之内时，则生成正常通航信号，反之，当相对距离处于安全距离范围fw之外时，则生成异常通航信号；分别统计各监测子区域的被标定为正常通航信号与异常通航信号的数量和，并将其分别标记为sum1和sum2，当sum1≤sum2时，则生成横向碰撞危险等级高信号，反之，当当sum1＞sum2时，则生成横向碰撞危险等级一般信号；按照各监测子区域的梯度划分顺序，分析对应的监测子区域的横向碰撞危险等级类型
判定信号，当邻近桥梁位置的连续的两个监测子区域均判定为横向碰撞危险等级一般信号时，则生成轻微偏航预警信号，而其他情况下，则均生成高度偏航预警信号。8.根据权利要求1所述的基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，其特征在于，侧部防撞预警控制分析处理的具体操作步骤如下：依据生成的轻微偏航预警信号，触发一级撞桥预警指令，依据一级撞桥预警指令向船舶发送偏航通知提醒；依据生成的高度偏航预警信号，触发二级撞桥预警指令，依据二级撞桥预警指令向船舶发送偏航通知提醒，并同时通过海事向船舶执行高频对话发送偏航通知提醒。
技术总结
本发明涉及船桥防撞技术领域，用于解决现有的在桥船防撞智能监测预警管理的方式中，难以动态分析船舶以及桥梁通航情况，也难以对船舶通航异常情况及时做出应对预警，故无法保证航道通航安全畅通，极大影响了船舶和桥梁等过河建筑物自身的安全的问题，尤其公开了基于计算机视觉分析的桥船桥防撞智能监测预警管理系统，包括服务器，服务器通信连接有数据采集单元、数据存储单元、纵向碰撞监测分析单元、横向碰撞监测分析单元和防撞预警反馈单元；本发明，在实现了对船舶通航高度的碰撞风险的预警控制的同时，也准确分析了船舶在水运航道的横向层面与桥梁发生碰撞的风险判定，提高了船舶与桥梁的通航安全，保障了航道通航安全畅通。保障了航道通航安全畅通。保障了航道通航安全畅通。
技术研发人员：吴军 涂小芳 韩朋朋
受保护的技术使用者：广州中科凯泽科技有限公司
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/1/31