[发明专利]一种基于AIS的江海大桥主动防撞系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁工程防撞技术，尤其是一种基于AIS的江海大桥主动防撞系统。

背景技术

随着国民经济和交通运输的迅速发展，一方面通过建造跨江跨海的大型桥梁,缓解交通压力、促进陆路交通；另一方面增加运输船舶的吨位和数量,以提高水上运输能力。对于水上运输船舶而言，桥梁成为人工障碍物。桥梁受船舶撞击事故时有发生，由此而诱发的桥梁跨塌事件日益增多。长江大桥、跨海大桥已成为我国陆上交通的主动脉,船撞桥问题尤其显得突出。

从国内外船撞桥事故记载资料中，分析船撞桥事故的原因，可归结为三大类：第一类是人为失误，如违反航行交通规则、操纵失误、错误地估计水流和风速等；第二类是恶劣的自然环境，如能见度不良、大洪水等；第三类是机械故障，如主机失灵，舵机失灵等。在所有事故原因中人为失误是最主要，其次是恶劣的自然环境，再次是机械故障。建立主动的防撞系统是避免人为失误造成船撞桥事故的重要措施，对江海大桥的安全运营具有重要意义。

桥梁的防撞措施一般可分为两种方式：主动防撞和被动防撞。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。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。主动防撞是指通过对船舶的航行管理和航行轨迹干预，避免船撞桥事故的发生。可见主动防撞是积极的防预措施，现有的主动防撞措施归纳起来有两类：1、设立桥涵标，通过视觉标志，如日间标牌、夜间灯光；音响信号，如雾号；雷达标志，如雷达反射器和雷达应答器等，引导过往船舶认清桥墩位置，选择正确航路，安全过桥。这种方法简单易行，但受环境气候影响大，能见度差时无效。虽然雷达标志不受气候、能见度的影响，但由于雷达标志自身存在的技术局限性，也不能达到预期的效果；2、建立安全监控系统。通过交通管制(VTS)雷达监控、视频监控预警系统与甚高频电话配合，对大桥附近水域及驶近大桥的船舶实施24小时的人工监控；及时提醒过桥船舶，及早采取措施。其特点是能实时监控过往船舶的航行态势，及早发现事故隐患；但成本高,自动化程度低，过往船舶高峰时难以监控；为了避免因人为失误因素所造成的船撞桥的事故发生，极大地发挥大桥主动防撞系统的积极防御的优势，完成了本发明。

发明内容

本发明的目的提供一种成本低、自动化程度高的一种基于AIS的江海大桥主动防撞系统，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种基于AIS的江海大桥主动防撞系统，其创新点在于：包括与船舶和船舶交通管理系统可形成数据交换的通航信息处理单元、数据处理单元以及语音信号发送单元，数据处理单元分别与通航信息处理单元和语音信号发送单元可完成数据交换；

通航信息处理单元包括四台船舶自动识别系统，并平均安装在两个通航主桥墩上或；

数据处理单元为采用改进型哈佛体系结构的数字信号处理器；

语音信号发送单元为具有自动应答功能的甚高频无线电话，可将由独立的中文语音合成模块产生的语音信号发送给所述的船舶和船舶交通管理系统。

本技术方案的通航信息处理单元用于向船舶发送通航主桥墩信息、接收船舶信息并将其传输给所述的数据处理单元；数据处理单元根据收到的船舶信息进行运算，对船舶的态势进行分析，判断所述的船舶是否存在碰撞危险，如果存在碰撞危险则及时将语音警告发送给所述的语音信号发送单元，如果不存在碰撞危险则及时将语音提示发送给所述的语音信号发送单元；语音信号发送单元用于向船舶发送收到的语音警告或提示和向船舶交通管理系统发送收到的语音警告；

本技术方案的通航主桥墩信息包括桥墩位置、桥墩名、桥墩的航向和航速，其中，桥墩位置、航向和航速由数据处理单元产生；所述的船舶信息包括船舶名、船舶位置、海上移动识别码、船舶的航向和航速。

本技术方案的桥墩的航速为模拟航速，其速度大小设为0.3-0.5节。

在一些实施方式中，通航信息处理单元还可以与船舶交通管理系统安装在一起。

附图说明

图1为江海大桥主动防撞系统组成框图。

图2为基于AIS的江海大桥主动防撞系统的数据处理硬件接口框图。

图3为基于AIS的江海大桥主动防撞系统的安装前雷达上大桥的图像。

图4为基于AIS的江海大桥主动防撞系统的安装后雷达上大桥的图像。

图5为基于AIS的江海大桥主动防撞系统的数据处理软件流程图。

具体实施方式