智能船橋碰撞監測預警系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種船舶航道檢測裝置，尤其是涉及一種智能船橋碰撞預警系統。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟與交通運輸業的飛速發展，在此契機下大量的跨江、跨海大橋已經建成或正在規劃、設計和建造中。這些橋梁的建成和投產在為陸上交通運輸提供便利、方便民生并促進區域經濟發展的同時，也給水路交通運輸帶來諸多的不利因素，因橋梁建設占用船舶通航水域而導致的船舶碰撞橋梁事故時有發生。
[0003]針對船橋碰撞問題，國內外均開展了大量的研宄工作，當前國內外有關船舶橋梁之間安全以及船橋避碰研宄較多，大致可以歸結為以下幾個方面:(I)船-橋碰撞的力學研宄，主要研宄船-橋碰撞的力學機理及計算方法；(2)船舶碰撞橋梁風險分析，研宄船舶與橋梁間發生碰撞的概率；(3)船-橋碰撞事故研宄，研宄船舶碰撞橋梁的原因及建立船-橋碰撞事故數據庫；(4)橋墩防撞裝置研宄。
[0004]迄今為止，這些相關研宄及成果都是從碰撞事故發生后被動防護的角度出發，而不是從事故的致因出發、以主動預防為目的，因此只是一種被動的輔助性手段，沒有從根本上解決船舶撞擊橋梁所帶來的安全問題，難以從根本上避免此類事故的發生。
【實用新型內容】
[0005]為了解決上述技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種智能船橋碰撞預警系統。
[0006]本實用新型提供:一種智能船橋碰撞監測預警系統，其包括:
[0007]設置在橋梁上的圖形采集裝置，其安裝在位于橋梁通航孔之間的航道的中間位置，用于實時采集船舶的方位和航行軌跡；
[0008]監控中心，與圖形采集裝置連接，且用于對圖形采集裝置采集的船舶方位以及航行軌跡進行與橋梁通航孔的碰撞判斷，并輸出規避信號到船舶。
[0009]所述圖形采集裝置采用CXD攝像機。
[0010]所述圖形采集裝置安裝在橋梁的每一個可通行的通航孔上。
[0011 ] 所述航道兩側設置用于表示航道位置的航道浮標。
[0012]本實用新型通過對橋梁水域內的通航船舶進行實時監控，利用視頻檢測技術，對橋梁水域船橋避碰參數進行求取，結合操縱仿真研宄，解決橋梁通航安全預警預控之主動避碰的關鍵技術。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的安裝示意圖。
[0014]圖2為監控中心的算法原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型實施例作進一步說明:
[0016]如圖1所示，本實用新型提供一種智能船橋碰撞監測預警系統，其包括:
[0017]設置在橋梁上的圖形采集裝置，其安裝在位于橋梁通航孔之間的航道的中間位置，用于實時采集船舶的方位和航行軌跡；
[0018]監控中心，與圖形采集裝置連接，且用于對圖形采集裝置采集的船舶方位以及航行軌跡進行與橋梁通航孔的碰撞判斷，并輸出規避信號到船舶。將數值模擬仿真實驗與物理模型實驗相結合，通過相似換算推導出船舶橋區避碰距離參數，提出了特定橋區特定船型的最小避碰縱距值的預報方法。
[0019]所述圖形采集裝置采用CCD攝像機，所述圖形采集裝置安裝在橋梁的每一個可通行的通航孔上，實時采集橋區場景視頻，視頻數據傳送至安裝于監控中心的軟件處理平臺進行處理。
[0020]所述航道兩側設置用于表示航道位置的航道浮標，用于判斷航道的位置，以保證圖形采集裝置采集的信號能夠更準確的表示航道的位置，以使得船舶位置判定較準。
[0021]監控中心的核心算法為SCAS算法，系統利用圖像和視頻技術自動檢測船舶目標，并基于視覺幾何模型進行船舶空間定位、提取船舶運動態勢參數，然后結合船舶航行操縱理論知識和相關模型，進行船-橋碰撞風險預測并輸出避碰操縱命令。SCAS算法系統方案如圖2所示。
[0022]首先從圖形采集裝置中采集的視頻序列實現對船舶的目標檢測，并與航跡進行關聯，從而獲得兩個數據，目標和運動軌跡，然后通過計算機視覺幾何模型和CCD攝像機定標參數進行空間定位與運動態勢參數提取，獲得當前船舶的空間位置、距離、大小、速度以及航向角，并將獲得的參數輸入船舶操縱模型，且與橋區風、流及環境參數一起來獲得碰撞風險預測與避撞決策，然后發送避碰操縱命令到船舶，實現船橋碰撞預警。
[0023]利用計算機視覺技術對圖形采集裝置采集的視頻信號進行處理、分析和理解，在不需要人為干預的情況下，通過序列圖像自動分析對監控場景中的變化進行定位、識別和跟蹤，并在此基礎上分析和判斷目標的行為，能在異常情況發生時及時發出警報或提供有用信息，有效地協助安全人員處理危機，并最大限度地降低誤報和漏報。
[0024]同時監控中心通過模擬判斷船舶的運行軌跡，實現碰撞報警，并發送規避的操縱指令，而船舶通過被動接收數據方式接受操縱指令，該操縱指令可以同步傳輸至海事以及橋梁主管機關。
[0025]實施例不應視為對本實用新型的限制，但任何基于本實用新型的精神所作的改進，都應在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種智能船橋碰撞監測預警系統，其特征在于:其包括: 設置在橋梁上的圖形采集裝置，其安裝在位于橋梁通航孔之間的航道的中間位置，用于實時采集船舶的方位和航行軌跡； 監控中心，與圖形采集裝置連接，且用于對圖形采集裝置采集的船舶方位以及航行軌跡進行與橋梁通航孔的碰撞判斷，并輸出規避信號到船舶。2.根據權利要求1所述的智能船橋碰撞監測預警系統，其特征在于，所述圖形采集裝置采用CXD攝像機。3.根據權利要求1或2所述的智能船橋碰撞監測預警系統，其特征在于，所述圖形采集裝置安裝在橋梁的每一個可通行的通航孔上。4.根據權利要求1所述的智能船橋碰撞監測預警系統，其特征在于，所述航道兩側設置用于表示航道位置的航道浮標。
【專利摘要】本實用新型提供了一種智能船橋碰撞監測預警系統，其特征在于：其包括：設置在橋梁上的圖形采集裝置，其安裝在位于橋梁通航孔之間的航道的中間位置，用于實時采集船舶的方位和航行軌跡；監控中心，與圖形采集裝置連接，且用于對圖形采集裝置采集的船舶方位以及航行軌跡進行與橋梁通航孔的碰撞判斷，并輸出規避信號到船舶，通過對橋梁水域內的通航船舶進行實時監控，利用視頻檢測技術，對橋梁水域船橋避碰參數進行求取，結合操縱仿真研究，解決橋梁通航安全預警預控之主動避碰的關鍵技術。
【IPC分類】G08G3/02
【公開號】CN204667645
【申請號】CN201520388253
【發明人】鄭元洲, 陳亞飛
【申請人】浙江國際海運職業技術學院
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月9日