一种桥梁防碰撞实时预警系统的制作方法

1.本发明涉及一种桥梁防碰撞实时预警系统，属于桥梁防护、智能交通技术领域。


背景技术：

2.随着我国水上交通运输事业和城市建设的繁荣发展，处于通航航道处的桥梁越来越多，由于部分早期建设的桥梁通航净空尺度较小、防撞标准较低、个别桥梁未按要求设置防撞设施、船舶大型化发展等原因，近年来一些桥梁与船舶不匹配的安全风险凸显，多次发生船舶碰撞桥梁的事故，船撞桥事故会带来桥梁、船舶和社会三方面的损失：桥梁结构受损，需大量的维修费用；船舶结构遭到破坏，船舶上的人员与货物处于危险状态；通航受阻，居民出行不便，甚至影响当地自然生态环境。
3.目前，桥梁防碰撞主要依赖人工观察和现场调度，由桥梁工作人员根据经验完成，自动化和智能化水平较低，无法做到实时预警，并且由于人工方式对船只高度和航线判断的准确性不高，因此无法完全杜绝碰撞事件的发生，同时，人工方式也无法提前获知船只高度等碰撞相关参数进行预警，因此，需要设计一种桥梁防碰撞实时预警系统及方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.本发明的目的在于提供一种桥梁防碰撞实时预警系统，本发明需要解决的问题：不能够提前获知船只高度等碰撞相关参数，不会再发生碰撞风险时提前告警，不能杜绝碰撞事件的发生的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥梁防碰撞实时预警系统，所述系统包括ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测设备、vhf广播设备以及主控设备；所述船舶超高检测设备包括船舶超高检测相机和led限高灯；所述ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机以及vhf广播设备分别与所述主控设备连接；所述ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机、vhf广播设备以及主控设备均设置于一共用的立杆上，所述立杆设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为一公里的其中一个岸边处；所述led限高灯设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为一公里的另一个岸边处，led限高灯底部距地面高度为待监测预警桥梁的通航限高，且led限高灯与船舶超高检测相机正对设置；
8.所述ais接收器用于接收船舶发送的信息，当ais接收器接收到船舶发送的信息后，主控设备控制视频抓拍设备对发送信息的船舶进行抓拍，视频抓拍设备抓拍的视频图像需包括船舶的船名船号以及船舶全景图像，同时启动船舶超高检测相机对船舶进行超高检测，当检测到船舶超高时，利用vhf广播设备对超高船舶进行定向告警。
9.所述系统还包括可变情报板，所述可变情报板设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为700米的水面上方，当检测到船舶超高时，在可变情报板上显示超高船舶信息以及待监测预警桥梁的通航限高；
10.优选的，所述系统还包括可变情报板，所述可变情报板设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为700米的水面上方，当检测到船舶超高时，在可变情报板上显示超高船舶信息以及待监测预警桥梁的通航限高。
11.优选的，所述对船舶进行超高检测，具体为：若船舶超高检测相机拍摄的视频中能完整看到led限高灯，表示船舶超高检测相机与led限高灯之间无遮挡物，船舶未超高行驶；否则，表示船舶超高检测相机与led限高灯之间有遮挡物，船舶超高行驶。
12.优选的，所述判断船舶超高检测相机与led限高灯之间有无遮挡物的方法为：采集led限高灯有遮挡和无遮挡两种情况下的样本，将船舶超高检测相机拍摄的led限高灯区域作为感兴趣区域，通过采集的样本训练一个二分类模型，将感兴趣区域分为有遮挡和无遮挡两种状态，利用训练好的二分类模型对船舶超高检测相机拍摄的视频帧进行区分。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1、本发明利用视频ai和雷达等检测手段及vhf、可变情报板等可听可视的预警手段，实现船舶识别、监控取证、智能预警等功能。通过该方法，执法人员能准确了解桥区通航情况，一旦发生紧急事件，可通过系统及时远程指挥调度，并通知执法人员现场执法，有效保护各方权益。
15.2、本发明实现基础通航信息的播报，包括桥梁总数、实时水位信息及当前连续桥梁的最低通航净空等，具备一定的使用前景。
16.3、本发明能够对船舶实时行驶行为进行监测，识别预警桥区船舶超高行为，识别违章船舶身份，并进行定向告警通知。确保船舶驾驶人员通航过程中的信息及时发布、预警信号的实时传递，从船民主观意识方面有效避免事故发生。
附图说明
17.图1船舶超高检测相机检测船舶是否超高示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种桥梁防碰撞实时预警系统，包括ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测设备、vhf广播设备以及主控设备；船舶超高检测设备包括船舶超高检测相机和led限高灯；ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机以及vhf广播设备分别与主控设备连接；ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机、vhf广播设备以及主控设备均设置于一共用的立杆上，立杆设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为一公里的其中一个岸边处；led限高灯设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为一公里的另一个岸边处，led限高灯底部距地面高度为待监测预警桥梁的通航限高，且led限高灯与船舶超高检测相机正对设置；led限高灯用于协作实现对船舶通航超高监测确认的功能。
20.ais接收器用于接收船舶发送的信息，当ais接收器接收到船舶发送的信息后，主控设备控制视频抓拍设备对发送信息的船舶进行抓拍，视频抓拍设备抓拍的视频图像需包
括船舶的船名船号以及船舶全景图像，同时启动船舶超高检测相机对船舶进行超高检测，当检测到船舶超高时，利用vhf广播设备对超高船舶进行定向告警。对船舶超高检测结果中出现超高情况的船舶，进行定向精准船舶超高告警，勒令船舶立即靠岸停止航行，等待接受执法处罚。
21.进一步的，系统还包括可变情报板，所述可变情报板设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为700米的水面上方，当检测到船舶超高时，在可变情报板上显示超高船舶信息以及待监测预警桥梁的通航限高。
22.进一步的，对船舶进行超高检测，具体为：若船舶超高检测相机拍摄的视频中能完整看到led限高灯，表示船舶超高检测相机与led限高灯之间无遮挡物，船舶未超高行驶；否则，表示船舶超高检测相机与led限高灯之间有遮挡物，船舶超高行驶。
23.进一步的，判断船舶超高检测相机与led限高灯之间有无遮挡物的方法为：采集led限高灯有遮挡和无遮挡两种情况下的样本，将船舶超高检测相机拍摄的led限高灯区域作为感兴趣区域，通过采集的样本训练一个二分类模型，将感兴趣区域分为有遮挡和无遮挡两种状态，利用训练好的二分类模型对船舶超高检测相机拍摄的视频帧进行区分。
24.最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种桥梁防碰撞实时预警系统，其特征在于：所述系统包括ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测设备、vhf广播设备以及主控设备；所述船舶超高检测设备包括船舶超高检测相机和led限高灯；所述ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机以及vhf广播设备分别与所述主控设备连接；所述ais接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机、vhf广播设备以及主控设备均设置于一共用的立杆上，所述立杆设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为一公里的其中一个岸边处；所述led限高灯设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为一公里的另一个岸边处，led限高灯底部距地面高度为待监测预警桥梁的通航限高，且led限高灯与船舶超高检测相机正对设置；所述ais接收器用于接收船舶发送的信息，当ais接收器接收到船舶发送的信息后，主控设备控制视频抓拍设备对发送信息的船舶进行抓拍，视频抓拍设备抓拍的视频图像需包括船舶的船名船号以及船舶全景图像，同时启动船舶超高检测相机对船舶进行超高检测，当检测到船舶超高时，利用vhf广播设备对超高船舶进行定向告警。2.根据权利要求1所述桥梁防碰撞实时预警系统，其特征在于：所述系统还包括可变情报板，所述可变情报板设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为700米的水面上方，当检测到船舶超高时，在可变情报板上显示超高船舶信息以及待监测预警桥梁的通航限高。3.根据权利要求1所述桥梁防碰撞实时预警系统，其特征在于：所述对船舶进行超高检测，具体为：若船舶超高检测相机拍摄的视频中能完整看到led限高灯，表示船舶超高检测相机与led限高灯之间无遮挡物，船舶未超高行驶；否则，表示船舶超高检测相机与led限高灯之间有遮挡物，船舶超高行驶。4.根据权利要求3所述桥梁防碰撞实时预警系统，其特征在于：所述判断船舶超高检测相机与led限高灯之间有无遮挡物的方法为：采集led限高灯有遮挡和无遮挡两种情况下的样本，将船舶超高检测相机拍摄的led限高灯区域作为感兴趣区域，通过采集的样本训练一个二分类模型，将感兴趣区域分为有遮挡和无遮挡两种状态，利用训练好的二分类模型对船舶超高检测相机拍摄的视频帧进行区分。

技术总结
本发明公开了一种桥梁防碰撞实时预警系统，包括AIS接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测设备、VHF广播设备以及主控设备；船舶超高检测设备包括船舶超高检测相机和LED限高灯；AIS接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机以及VHF广播设备分别与主控设备连接；AIS接收器、视频抓拍设备、船舶超高检测相机、VHF广播设备以及主控设备均设置于一共用的立杆上，立杆设置于与待监测预警桥梁的垂直距离为一公里的其中一个岸边处。本发明能够对船舶实时行驶行为进行监测，识别违章船舶身份，并进行定向告警通知，确保船舶驾驶人员通航过程中的信息及时发布、预警信号的实时传递，从船民主观意识方面有效避免事故发生。方面有效避免事故发生。方面有效避免事故发生。


技术研发人员：杨正 欧阳文全 林盛梅 汪乾 刘志荣 程思钦 孙苏娟 姜慧勤
受保护的技术使用者：南京畅淼科技有限责任公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/10/6