本發(fā)明涉及橋梁工程防撞技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種橋梁防撞系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸也得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來建成的跨海大橋、跨海大橋的數(shù)量明顯增加，一方面緩解了日益繁忙的交通壓力，促進(jìn)了陸路交通，但另一方面，對(duì)于航運(yùn)而言，橋梁成為了通航的障礙，特別是如今大噸位的船舶的增加，對(duì)于航運(yùn)的安全需要更加注意。而事實(shí)上船舶撞擊橋墩或橋面的事故也時(shí)有發(fā)生，所以防止船舶撞擊橋的安全防范工作顯得尤為重要。

在現(xiàn)有的橋梁防撞措施中，一般是地面指揮中心通過語音信號(hào)發(fā)送單元向船舶發(fā)送語音警告，船舶的交通管理系統(tǒng)收到的語音警告，然后根據(jù)警告內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整航向。而這種橋梁防撞的方式中船舶接收信號(hào)的距離較短，有可能在受到語音警告后出現(xiàn)來不及調(diào)整航向，從而對(duì)橋梁及船舶的安全還是存在隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種警告范圍更廣、警告信息更多的橋梁防撞系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案在于：

一種橋梁防撞系統(tǒng)，包括采集單元、處理單元以及信號(hào)發(fā)射單元；

所述采集單元，用于采集通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)；

所述處理單元，接收所述采集單元的通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及前方來船高度數(shù)據(jù)，生成處理數(shù)據(jù)并將所述處理數(shù)據(jù)發(fā)送至所述信號(hào)發(fā)射單元；

信號(hào)發(fā)射單元，用于接收并發(fā)射所述處理單元的處理數(shù)據(jù)至AIS終端設(shè)備。

更進(jìn)一步地，

所述采集單元，包括用于檢測橋梁實(shí)時(shí)通航凈高數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)的超聲波液位傳感器、用于采集前方來船高度數(shù)據(jù)并在前方來船的高度數(shù)據(jù)超過所述通航凈高數(shù)據(jù)時(shí)采集橋梁距前方來船的距離數(shù)據(jù)的光學(xué)傳感器、用于采集圖像數(shù)據(jù)的攝像頭以及用于采集橋梁區(qū)域的水流速度的流速傳感器。

更進(jìn)一步地，

所述光學(xué)傳感器包括激光和/或紅外線傳感器。

更進(jìn)一步地，

所述信號(hào)發(fā)射單元包括甚高頻模塊、AIS模塊以及告警模塊。

更進(jìn)一步地，

所述AIS模塊包括北斗或GPS定位模塊、以及VHF收發(fā)模塊。

更進(jìn)一步地，

所述處理單元還用于接收AIS模塊接收到的附近船舶列表中的船舶位置數(shù)據(jù)，并在前方來船的高度數(shù)據(jù)超過所述通航凈高數(shù)據(jù)時(shí)，通過所述告警模塊發(fā)出預(yù)警信息。

更進(jìn)一步地，

還包括與所述處理單元通信連接的用于存儲(chǔ)所述圖像數(shù)據(jù)、過往船舶的AIS數(shù)據(jù)、所述水位數(shù)據(jù)、所述通航凈高數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元。

更進(jìn)一步地，

還包括與所述處理單元連接的通信單元以及與所述通信單元連接的終端設(shè)備。

更進(jìn)一步地，

所述終端設(shè)備包括：

通過所述通信單元發(fā)送控制指令至所述處理單元，并由所述處理單元控制所述信號(hào)發(fā)射單元、所述采集單元以及所述存儲(chǔ)單元的遙控設(shè)備；

通過通信單元接收所述圖像數(shù)據(jù)、所述AIS數(shù)據(jù)以及所述水位數(shù)據(jù)，并且，通過所述通信單元發(fā)送控制指令的管理平臺(tái)。

更進(jìn)一步地，

還包括能夠安裝于橋梁上的太陽能供電模塊。

結(jié)合以上技術(shù)方案，本發(fā)明能夠達(dá)到的有益效果在于：

本發(fā)明提供的一種橋梁防撞系統(tǒng)，包括采集單元、處理單元以及信號(hào)發(fā)射單元。其中，所述采集單元采集通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及前方來船高度數(shù)據(jù)；處理單元接收所述采集單元的通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及前方來船高度數(shù)據(jù)，生成處理數(shù)據(jù)并將所述處理數(shù)據(jù)發(fā)送至所述信號(hào)發(fā)射單元。信號(hào)發(fā)射單元接收并發(fā)射所述處理單元的處理數(shù)據(jù)。從而，前方來船可以同時(shí)接收到通航凈高數(shù)據(jù)、高度數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)，上述的信息種類相對(duì)于現(xiàn)有的語音傳送的警告信息種類而言豐富得多，并且AIS的傳送范圍可以達(dá)到20海里，因而前方來船在相對(duì)較遠(yuǎn)的距離范圍時(shí)即能夠提前做好準(zhǔn)備，在存在與橋梁發(fā)生碰撞的可能性時(shí)提前調(diào)整航向，從而預(yù)防船舶撞擊橋梁的事故的發(fā)生。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的橋梁防撞系統(tǒng)的工作原理圖；

圖2為信號(hào)發(fā)射單元的示意圖；

圖3為終端設(shè)備的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的橋梁防撞系統(tǒng)的更為詳細(xì)的工作原理圖。

圖標(biāo)：1-處理單元；2-采集單元；3-信號(hào)發(fā)射單元；4-存儲(chǔ)單元；5-通信單元；6-終端設(shè)備；7-太陽能供電模塊；31-甚高頻模塊；32-AIS模塊；33-告警模塊；61-遙控設(shè)備；62-管理平臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行詳細(xì)描述：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的橋梁防撞系統(tǒng)的工作原理圖；圖2為信號(hào)發(fā)射單元的示意圖；圖3為終端設(shè)備的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的橋梁防撞系統(tǒng)的更為詳細(xì)的工作原理圖。

實(shí)施例1

一種橋梁防撞系統(tǒng)，請(qǐng)一并參照?qǐng)D1至圖4，包括采集單元2、處理單元1以及信號(hào)發(fā)射單元3。

采集單元2，用于采集通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)；

處理單元1，接收采集單元2的通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及前方來船高度數(shù)據(jù)，生成處理數(shù)據(jù)并將處理數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)發(fā)射單元3；

信號(hào)發(fā)射單元3，用于接收并發(fā)射處理單元1的處理數(shù)據(jù)至AIS終端設(shè)備6。

上述，采集單元2，用于采集通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)，是指采集單元2可以采集通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)。其中，通航凈高數(shù)據(jù)指橋梁至水面的垂直距離的數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)指河面水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)指橋梁、水面以及前方來船的圖像數(shù)據(jù)。

上述，處理單元1，接收采集單元2的通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)，生成處理數(shù)據(jù)并將處理數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)發(fā)射單元3，是指，采集單元2發(fā)送通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)，處理單元1接收上述通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)，生成處理數(shù)據(jù)并發(fā)送至信號(hào)發(fā)射單元3。處理數(shù)據(jù)應(yīng)包含通航凈高數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、前方來船高度數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)。

上述，信號(hào)發(fā)射單元3，用于接收并發(fā)射處理單元1的處理數(shù)據(jù)至AIS終端設(shè)備6，是指信號(hào)發(fā)射單元3接收處理單元1的處理數(shù)據(jù)后，將處理數(shù)據(jù)發(fā)送至AIS終端設(shè)備6。

前方來船可以同時(shí)接收到通航凈高數(shù)據(jù)、高度數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及水流速度數(shù)據(jù)，上述的信息種類相對(duì)于現(xiàn)有的語音傳送的警告信息種類而言豐富得多，并且AIS的傳送范圍可以達(dá)到20海里，因而前方來船在相對(duì)較遠(yuǎn)的距離范圍時(shí)即能夠提前做好準(zhǔn)備，在存在與橋梁發(fā)生碰撞的可能性時(shí)提前調(diào)整航向，從而預(yù)防船舶撞擊橋梁的事故的發(fā)生。

AIS系統(tǒng)在初始階段主要是為了防止航行船舶在狹窄的航道中交會(huì)時(shí)的碰撞，航行中的船舶彼此在了解了對(duì)方船舶的航向、航速、船型和位置后，可以迅速作出正確判斷，從而操作船舶避免碰撞，增加航行的安全系數(shù)。近階段，由于無線電技術(shù)的不斷進(jìn)步，制約無線數(shù)據(jù)交換的技術(shù)障礙被克服，AIS系統(tǒng)由原先為防止船舶避碰目的而推出，到目前已延伸出對(duì)航行船舶的監(jiān)管。

AIS系統(tǒng)應(yīng)用的目的：幫助識(shí)別船舶；協(xié)助跟蹤目標(biāo)；簡化信息交換；提供船舶其他附加信息以便有助于了解各方面的情況。使鄰近船舶及岸臺(tái)能及時(shí)掌握附近海面所有船舶之動(dòng)靜態(tài)資訊，得以立刻互相通話協(xié)調(diào)，采取必要避讓行動(dòng)，對(duì)船舶安全有很大幫助。

總之，無論是在岸基監(jiān)視站或者在船上，AIS系統(tǒng)將提高值班駕駛員的可使用信息的質(zhì)量，是導(dǎo)航系統(tǒng)(包括雷達(dá))信息來源的一個(gè)補(bǔ)充。

本實(shí)施例的可選方案中，

處理單元1還用于接收AIS模塊32接收到的附近船舶列表中的船舶位置數(shù)據(jù)，并在前方來船的高度數(shù)據(jù)超過通航凈高數(shù)據(jù)時(shí)，通過告警模塊33發(fā)出預(yù)警信息。預(yù)警信息具體包括MMSI和呼號(hào)等信息，并通過信號(hào)發(fā)射單元3將上述信息通知至超高船舶，通知的方式不限定為LED顯示屏、AIS 6號(hào)消息(尋址)、定向喇叭、海事甚高頻等方式。

本實(shí)施例的可選方案中，

采集單元2，包括用于檢測橋梁實(shí)時(shí)通航凈高數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)的超聲波液位傳感器、用于采集前方來船高度數(shù)據(jù)并在前方來船的高度數(shù)據(jù)超過通航凈高數(shù)據(jù)時(shí)采集橋梁距前方來船的距離數(shù)據(jù)的光學(xué)傳感器以及用于采集圖像數(shù)據(jù)的攝像頭。更進(jìn)一步地，光學(xué)傳感器包括激光和/或紅外線傳感器。例如，光學(xué)傳感器設(shè)置為激光傳感器，又例如，光學(xué)傳感器設(shè)置為紅外線傳感器，再例如，光學(xué)傳感器同時(shí)包括激光傳感器和紅外線傳感器。

基于上述采集單元2的橋梁防撞系統(tǒng)的工作場景之一：光學(xué)傳感器檢測前方來船的高度數(shù)據(jù)，并將上述高度數(shù)據(jù)與超聲波液位傳感器檢測的通航凈高數(shù)據(jù)比對(duì)，在前方來船的高度數(shù)據(jù)大于或等于通航凈高數(shù)據(jù)后，光學(xué)傳感器檢測橋梁與前方來穿的距離數(shù)據(jù)，并將上述的距離數(shù)據(jù)傳遞至處理單元1，處理單元1通過計(jì)算處理后確定前方來船的位置數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，處理單元1接收AIS模塊32接收到的附近船舶列表中的船舶位置數(shù)據(jù)，比對(duì)處理單元1通過計(jì)算處理得到的位置數(shù)據(jù)以及附近船舶列表中的船舶位置數(shù)據(jù)，最終獲得超高船舶的精確位置數(shù)據(jù)以及MMSI和呼號(hào)等信息，并通過信號(hào)發(fā)射單元3將上述信息通知至超高船舶，通知的方式不限定為LED顯示屏、AIS 6號(hào)消息(尋址)、定向喇叭、海事甚高頻等方式。

本實(shí)施例的可選方案中：

信號(hào)發(fā)射單元3包括甚高頻模塊31、AIS模塊32以及告警模塊33。其中，AIS模塊32包括北斗或GPS定位模塊、以及VHF收發(fā)模塊。AIS模塊32與AIS終端之間采用VHF(甚高頻)通信，受VHF所用頻率特性影響，一般VHF的通信距離約為20至30海里左右。用以獲取橋梁位置的GPS定位單元，是指AIS模塊32可以通過GPS定位單元獲取橋梁的定位信息，并將表示橋梁位置的數(shù)據(jù)發(fā)送通過VHF單元發(fā)送至AIS終端，該位置數(shù)據(jù)可以為橋梁的經(jīng)度及緯度，例如經(jīng)度(1/10000度，±180度，東為+，西為-，最小單位≈0.1852米)；緯度(1/10000度，±90，北為+，南為-)等字段。

本實(shí)施例的可選方案中，

還包括與處理單元1通信連接的用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)、過往船舶的AIS數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)以及通航凈高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元4。

上述，存儲(chǔ)單元4，用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)、過往船舶的AIS數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)，是指，采集單元2的超聲波液位傳感器將采集到的通航凈高數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)通過處理單元1傳遞至存儲(chǔ)單元4，采集單元2的，采集單元2的攝像頭將采集到的圖像數(shù)據(jù)通過處理單元1傳遞至存儲(chǔ)單元4，信號(hào)發(fā)射單元3的AIS模塊32通過處理單元1將過往船舶的AIS數(shù)據(jù)傳遞至存儲(chǔ)單元4。

本實(shí)施例的可選方案中

該橋梁防撞系統(tǒng)還包括與處理單元1連接的通信單元5以及與通信單元5連接的終端設(shè)備6。

具體而言，終端設(shè)備6包括：

通過通信單元5發(fā)送控制指令至處理單元1，并由處理單元1控制信號(hào)發(fā)射單元3、采集單元2以及存儲(chǔ)單元4的遙控設(shè)備61；

通過通信單元5接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)、AIS數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)，并且，通過通信單元5發(fā)送控制指令的管理平臺(tái)62。

上述，遙控設(shè)備61，通過通信單元5與處理單元1連接，從而可以通過處理單元1控制采集單元2及信號(hào)發(fā)射單元3。遙控設(shè)備61能控制采集單元2、信號(hào)發(fā)射單元3以及存儲(chǔ)單元4的開關(guān)，例如，遙控設(shè)備61能夠用于設(shè)置超聲波液位傳感器的安裝高度、告警間隔等參數(shù)。需要進(jìn)一步說明的是，遙控設(shè)備61例如可以是寫碼器。

上述，管理平臺(tái)62，通過通信單元5接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)、AIS數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)，并且通過通信單元5發(fā)送控制指令，是指，管理平臺(tái)62接收攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)，AIS模塊32采集的AIS數(shù)據(jù)以及超聲波液位傳感器采集的水位數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中管理、實(shí)時(shí)信息查看，遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)查詢、參數(shù)設(shè)置、功能控制(圖像上拉(實(shí)時(shí)顯示攝像頭拍攝的視頻、照片)、下發(fā)航行通告、應(yīng)急指揮等)。

上述，通信單元5，例如可以采用有線或無線的通訊方式。例如，通信單元5為zigbee裝置。處理單元1通過zigbee裝置接收遙控設(shè)備61以及管理平臺(tái)62的控制指令。此外，無線單元也可以為藍(lán)牙裝置、紅外裝置等。需要進(jìn)一步說明的是，本實(shí)施例中的處理單元1可以為單片機(jī)、微控制單元等。

本實(shí)施例的可選方案中

橋梁防撞系統(tǒng)還包括能夠安裝于橋梁上的太陽能供電模塊7。太陽能供電模塊7可以對(duì)橋梁防撞系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行供電，從而使本實(shí)施例中的橋梁防撞系統(tǒng)更便于安裝。當(dāng)然，本實(shí)施例中的橋梁防撞系統(tǒng)也可以是太陽能供電模塊7及市電模塊相結(jié)合的供電方式，使橋梁防撞系統(tǒng)便于安裝且環(huán)保的同時(shí)，還保證了供電的穩(wěn)定性。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。