專利名稱：基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種預警系統，具體來說，尤其是涉及一種橋梁防撞預警系統。
背景技術：
隨著河海航運量加大與船舶噸位和航速的增加，以及河海橋梁的大量興建，船舶碰撞橋梁的幾率越來越大。一旦船橋相撞，嚴重時將造成船毀人亡，橋梁倒塌等重大事故， 經濟損失巨大；而且還可能由于船體破損泄漏，引起災難性環境污染。近年來，僅我國就發生了多次此類事故。對船撞橋事故的調查分析表明，大部分事故的原因都是由船舶操縱者的失誤或不認真，如瞌睡、眩暈、醉酒、看電視、聊天，以及操作失誤、看錯助航標志等失誤導致的。例如，平潭海峽大橋在施工期間，已經發生了 7次船舶撞擊事故，這些事故都是由于操作失誤或看錯助航標志引起的。所以預警設施作為橋梁防撞體系的第一道防線，及時警示船舶操控者以及相關人員，避免危害性船撞事故的發生是十分必要的。自上世紀八十年代初，國際上對船撞橋以及相應防護問題的研究開始得到關注， 八十年代中后期國際上根據船橋碰撞的動能或動量原理，提出了橋梁設計的新標準，1991 年美國各州公路和運輸官員協會(AASHTO)出版了《船舶碰撞公路橋梁設計指南》成為橋梁的抵抗船舶碰撞設計基礎。在國內，直到本世紀開始，船撞橋的研究才受到較廣泛關注，但至今各種船撞橋的設計規范還存在許多問題有待解決。特別是2007年廣東九江大橋引橋受到運沙船的撞擊而倒塌的事故發生之后，船撞橋的研究才真正得到了相關部門的重視，各種橋梁的抗船撞設計得到了發展。然而，橋梁抗船撞裝置技術研究絕大部分集中于研究采用工程結構的方法防御船舶的撞擊，即采用什么樣的結構形式來阻擋、或阻止船舶對橋梁的撞擊，或采用什么樣的方法來吸收或轉化來撞船舶的巨大動能，即采用接觸式防護方法保護大橋的安全， 研究較少涉及“非接觸”(也稱為“主動”)橋梁防船撞方法。但是由于船舶的巨大動能，這類接觸式防護方法總是會造成橋梁或(和)防撞裝置，以及船舶的損壞，因此應設法盡可能避免船舶與結構的接觸與碰撞。目前主要的“非接觸”(“主動”)防撞措施有1)設置導航標，施行船舶航行定線制，設置船舶航行警戒區，對特殊船舶實行引航措施；2)加強橋區水上船舶航行安全的監測管理，嚴格執行水上交通規則；3)監控預警系統船舶安裝AIS導航系統，橋區設置船舶交通管理系統(VTS)，視頻圖象處理技術等。但是這些措施會受到氣候、 晝夜的影響，并且有些措施(AIS和VTS)當船舶操縱者處于瞌睡、眩暈、醉酒等狀態時，可能無法避免船撞橋事故的發生。另外，VTS系統使得船舶操縱者失去自由度，當發生事故時的責任歸屬是一個非常麻煩的問題。
發明內容
針對上述問題，本發明基于橋梁防船撞圖象處理技術方法，采用遠紅外熱成像技術研制了一種橋梁防船撞預警系統，該技術能在夜間、霧天及雨雪等惡劣氣候中正常工作， 當發現船舶偏離航道進入禁航區，及時用強烈的音響、燈光等信號向船舶操控者和大橋管理者報警，盡快采取措施避免船撞事故發生。本發明通過以下技術手段實現基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統， 包括中控電腦、安裝于橋梁上的遠紅外攝像機和警示系統；所述遠紅外攝像機至少為2臺， 對橋梁一側水域進行監視，并與中控電腦連接，所述中控電腦控制警示系統。所述遠紅外攝像機以固定的時間間隔，如1秒，拍攝水面的遠紅外熱像圖片。這些圖片傳送至監控室的中控電腦中進行綜合處理，自動識別出水面的船舶目標，并計算出船舶的大小、坐標位置、航速和航向等參數。所述中控電腦中預存有橋區的地理和水域平面圖，管理人員可在該平面圖上設定“禁航區域”范圍以及“危險條件”等參數，當中控電腦根據計算出的船舶參數判定橋區水域中的船舶進入“禁航區域”或符合“危險條件”時，中控電腦將發出報警指令傳送至警示系統，警示系統提醒橋梁管理人員或船舶操作人員作出反應，達到預警的目的。本發明還可做以下改進所述遠紅外攝像機是像素至少為320X240像元的遠紅外攝像機，以獲得更加精準的船舶參數。采用單個相機可對橋區海面目標船舶進行坐標定位。當需要監視的水域距離橋梁的最遠和最近距離分別為^liax和^lin，攝像機架設位置距水面高度為H，攝像機垂直方向的視場角度為2 β，安裝俯仰角為α，則α和β應分別滿足以下關系
權利要求
1.基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，其特征在于包括中控電腦、安裝于橋梁上的遠紅外攝像機和警示系統；所述遠紅外攝像機至少為2臺，對橋梁一側水域進行監視，并與中控電腦連接，所述中控電腦控制警示系統。
2.根據權利要求1所述的基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，其特征在于所述遠紅外攝像機是像素至少為320X240像元的遠紅外攝像機。
3.根據權利要求2所述的基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，其特征在于當需要監視的水域距離橋梁的最遠和最近距離分別為Smax和^llin,攝像機架設位置距水面高度為H，攝像機垂直方向的視場角度為2β，安裝俯仰角為α，則α和β應分別滿足以下關系
4.根據權利要求1或2或3所述的基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，其特征在于所述遠紅外攝像機為搖頭拍攝式。
5.根據權利要求4所述的基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，其特征在于所述每臺遠紅外攝像機之間水平方向上至少相隔1000米。
6.根據權利要求5中任一項所述的基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，其特征在于所述警示系統包括發聲設備和發光設備。
7.根據權利要求6所述的基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，其特征在于還包括自動測量水位高度裝置，該裝置與中控電腦連接。
全文摘要
本發明的基于遠紅外交叉熱成像的橋梁防船撞預警系統，屬于橋梁防撞預警技術領域。包括中控電腦、安裝于橋梁上的遠紅外攝像機和警示系統；所述遠紅外攝像機至少為2臺，對橋梁一側水域進行監視，并與中控電腦連接，所述中控電腦控制警示系統。該系統采用了遠紅外熱成像技術，能在夜間、霧天及雨雪等惡劣氣候中正常工作，當發現船舶偏離航道進入禁航區，及時用強烈的音響、燈光等信號向船舶操控者和大橋管理者報警，盡快采取措施避免船撞事故發生。可廣泛用于各種橋梁的防撞預警技術措施中。
文檔編號G08G3/02GK102426804SQ20111036704
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者徐沖, 浣石, 翁衛軍 申請人:浣石