本發(fā)明涉及雷達預警領域。

背景技術：

鐵路橋梁在設計時由于受到某些條件限制，基本沒有設計橋墩防碰撞系統(tǒng)。然而由于現在內河運輸的發(fā)展非常迅猛，導致鐵路橋梁的橋墩經常會受到各類船只的碰撞，已威脅到大橋的安全，尤其威脅鐵路運輸安全。由于缺乏相應的預警/報警系統(tǒng)，不能及時進行對橋梁的橋墩碰撞情況掌握并進行有效檢測。

目前對遠程監(jiān)測預警系統(tǒng)有以下多種解決方案，但是都存在不足：

1)采用激光測距儀作為測量傳感器，經試驗驗證激光能量極易被水散射，量程為30m的測距儀在距水面2m，水深200mm時就接收不到反射光束了。

2)超聲波測距儀，超聲波的聲速受大氣環(huán)境影響較大，空氣中的速度和水里的速度差異較大。

3)使用普通多普勒雷達作為探測器使用，受安裝條件限制過多，一是必須要避開橋墩4米安裝傳感器，安裝風險大、使用極為不便。二是對江河水面漂浮物造成誤報。

4)使用攝像機移動圖像報警方式，一是攝像機白天設置的報警參數和晚上的圖像變化不匹配(白天彩色，晚上黑白圖像)，造成靈敏度下降。二是霧大的天氣直接造成靈敏度下降，而且這個時間的撞橋率會高于平時，極易漏報。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路橋梁防撞雷達預警系統(tǒng)，實現對橋墩的防撞預警以及撞擊告警。

實現上述目的的技術方案是：

一種鐵路橋梁防撞雷達預警系統(tǒng)，包括上位機，以及分別連接所述上位機的x波段雷達探測設備、無線通信模塊、聲光報警裝置和錄像裝置，其中，

所述x波段雷達探測設備安裝在橋墩上，對橋墩前方預設區(qū)域內行駛的船舶利用x波段進行探測，并將探測到的數據實時發(fā)送到所述上位機；所述預設區(qū)域包括依次相接的預警區(qū)域、報警區(qū)域和撞擊區(qū)域；

所述上位機根據接收的數據，確定船舶所處區(qū)域和所處時間，并針對所處區(qū)域執(zhí)行下列操作：

船舶位于報警區(qū)域并達到預設時間時，所述上位機控制所述聲光報警裝置進行警報，同時將預警信息通過所述無線通信模塊發(fā)送出去；

船舶位于撞擊區(qū)域時，所述上位機控制所述錄像裝置進行錄像，同時將撞擊信息通過所述無線通信模塊發(fā)送出去。

在上述的鐵路橋梁防撞雷達預警系統(tǒng)中，所述預設區(qū)域為：以橋墩起點，橫向兩側各s米，縱向m米內的區(qū)域；

所述撞擊區(qū)域為：以橋墩起點，橫向兩側各s米，縱向h米內的區(qū)域；

所述報警區(qū)域為：以橋墩起點，橫向兩側各s米，縱向h米至n米之間的區(qū)域；

所述預警區(qū)域為：以橋墩起點，橫向兩側各s米，縱向n米至m米之間的區(qū)域；

m﹥n﹥h。

在上述的鐵路橋梁防撞雷達預警系統(tǒng)中，船舶位于預警區(qū)域時，所述上位機根據接收的數據，利用軌跡算法對行駛中的船舶進行移動軌跡判定，并與預設的距離參數和撞擊點范圍參數進行比較，判定是否觸發(fā)預警。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用x波段雷達設備對遠距離航道中行駛的船舶進行探測，針對鐵路橋梁橋墩進行防撞預警以及撞擊告警。通過本發(fā)明可以有效避免船舶對橋梁橋墩的撞擊事件發(fā)生，以及撞擊事件發(fā)生后，第一時間通知設備管轄部門趕到現場采取應急措施，迅速對橋墩進行維護和檢查，避免由于橋墩的受損而發(fā)生行車事故，從而確保鐵路行車安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的鐵路橋梁防撞雷達預警系統(tǒng)的結構圖；

圖2是本發(fā)明中預設區(qū)域的示意圖；

圖3是本發(fā)明中直線航道預警狀態(tài)示意圖；

圖4是本發(fā)明中非直線航道預警狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

請參閱圖1，本發(fā)明的鐵路橋梁防撞雷達預警系統(tǒng)，包括上位機1，以及分別連接上位機1的x波段雷達探測設備2、無線通信模塊3、聲光報警裝置4和錄像裝置5。

x波段雷達探測設備2安裝在橋墩上，對橋墩前方預設區(qū)域內行駛的船舶利用x波段進行探測，并將探測到的數據實時發(fā)送到所述上位機1。預設區(qū)域包括依次相接的預警區(qū)域、報警區(qū)域和撞擊區(qū)域，具體地，以橋墩起點，橫向(x軸)兩側各s米，縱向(y軸)h米內的區(qū)域為撞擊區(qū)域，縱向h米至n米之間的區(qū)域為報警區(qū)域，縱向n米至m米之間的區(qū)域為預警區(qū)域。顯然，m﹥n﹥h，m、n、h由橋梁管理單位擬定，如圖2所示。

上位機1根據接收的數據，確定船舶所處區(qū)域和所處時間，并針對所處區(qū)域執(zhí)行下列操作：

船舶進入預警區(qū)域后，x波段雷達探測設備2開始對船舶進行監(jiān)測跟蹤，在船舶駛離預警區(qū)域，系統(tǒng)不做任何處理，表明該行使動態(tài)作為正常形態(tài)。

船舶位于報警區(qū)域并達到預設時間(本實施例中為5秒)時，上位機1控制聲光報警裝置4進行警報，提醒船舶駛離危險區(qū)域，避免對橋墩的撞擊。同時將預警信息通過無線通信模塊3發(fā)送出去，一般發(fā)給維護人員的手機。

船舶位于撞擊區(qū)域時，上位機1控制錄像裝置5進行錄像，對撞擊橋墩的船舶進行錄像拍攝，保留撞擊視頻，以備后期查處。同時將撞擊信息通過無線通信模塊3發(fā)送出去。

為最高限度地防止撞擊，規(guī)避危險，當船舶位于預警區(qū)域時，即考慮是否觸發(fā)預警，具體地：上位機1根據接收的數據，利用軌跡算法對行駛中的船舶進行移動軌跡判定，并與預設的距離參數和撞擊點范圍參數進行比較，判定是否觸發(fā)預警。

如圖3所示，當橋墩前的正常航道為直線航道的時候，船舶行駛偏離正常航道，在監(jiān)測范圍至預警線之間行駛，軌跡判定為即將駛入危險區(qū)域，此時啟動預警機制，通過聲音方式提醒船舶駕駛員，航道有偏離，需要修正航道?？梢酝ㄟ^設定預警系統(tǒng)的x軸的方式，擴大水平告警區(qū)域，達到當船舶在非?？拷：降肋吘壍臅r候也發(fā)出預警，提醒船舶修正航道。

如圖4所示，當橋墩前的正常航道為非直線航道的時候，可以調整系統(tǒng)的y軸范圍，將正常航道的偏離線排除在預警線之外，避免發(fā)生誤警情況，

以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發(fā)明的范疇，應由各權利要求所限定。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種鐵路橋梁防撞雷達預警系統(tǒng)，包括上位機，以及分別連接所述上位機的X波段雷達探測設備、無線通信模塊、聲光報警裝置和錄像裝置，所述X波段雷達探測設備安裝在橋墩上，對橋墩前方預設區(qū)域內行駛的船舶利用X波段進行探測，并將探測到的數據實時發(fā)送到所述上位機；所述上位機根據接收的數據，確定船舶所處區(qū)域和所處時間，并針對所處區(qū)域執(zhí)行相應操作。從而實現對橋墩的防撞預警以及撞擊告警。

技術研發(fā)人員：田剛;周建軍;張健豐;童喆敏;萬大豐;李誠;貢照華;高志明;金輝;楊茂洲;鄭健;李建華;郭鳳娟;劉志清;于強;朱國靖;趙曉慧;張杰武;陳慶龍
受保護的技術使用者：上海新海信通信息技術有限公司;上海鐵路局南京橋工段
技術研發(fā)日：2017.04.19
技術公布日：2017.07.21