本發(fā)明涉及船舶交通管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及橋梁主動(dòng)防船撞系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)：

隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的迅猛發(fā)展，綜合、立體運(yùn)輸體系逐步形成，水上運(yùn)輸日趨繁忙，運(yùn)輸船舶安全及重特大橋梁基礎(chǔ)設(shè)施安全問題也變得越來越突出。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)主要通航河流上的橋梁已經(jīng)達(dá)到474座。僅長(zhǎng)江上的大型橋梁達(dá)到73座，在建、待建及擬建的大橋橋梁133座。這些數(shù)量龐大的橋梁一方面是我國(guó)交通運(yùn)輸組織基本保證，與國(guó)道、省道公路構(gòu)成了國(guó)家公路網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)作為跨越航道的建筑物,橋梁對(duì)船舶航行來說無疑是一種障礙物。船撞橋事故頻發(fā),不僅涉及到船舶通行的安全,也會(huì)嚴(yán)重影響著橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。根據(jù)d.wsmith對(duì)1847至1975年世界各地發(fā)生的143例橋梁垮塌事故原因的統(tǒng)計(jì),由于船舶撞擊導(dǎo)致的各類大型橋梁垮塌事故占據(jù)垮塌總數(shù)的第三位。隨著全球各類水系上橋梁日益密集，以及船舶噸位加大，船撞橋事故成躍升水上運(yùn)輸安全及橋梁垮塌的首要因素。

現(xiàn)有技術(shù)中，采取的防撞技術(shù)手段主要以被動(dòng)吸能式鋼套箱(桶)等外置防護(hù)工程，并以舊橋被動(dòng)防撞改造為主。

因此，深入開展防船撞相關(guān)方面的研究工作，發(fā)掘事故中的某些規(guī)律性，提出新的技術(shù)手段與措施來減少事故的發(fā)生率，減小事故的后果，具有非常重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供橋梁主動(dòng)防船撞系統(tǒng)及其使用方法，實(shí)現(xiàn)的目的之一是采用光電復(fù)合探測(cè)及主動(dòng)預(yù)警的方式來判斷出船舶駕駛?cè)藛T的失誤和船舶的異常航行姿態(tài)，可以最大程度地減少人為因素、船舶失控等因素造成的此類碰撞事故的產(chǎn)生，同時(shí)可提前預(yù)警并通知橋面道路交通封閉交通，防止因船橋碰撞事故中的二次生命財(cái)產(chǎn)損失。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了橋梁主動(dòng)防船撞系統(tǒng)，包括設(shè)置在大橋上的目標(biāo)探測(cè)與告警模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊、以及監(jiān)控與人機(jī)交互模塊。

其中，所述目標(biāo)探測(cè)與告警模塊包括若干攝像裝置、若干聲光告警裝置，若干所述攝像裝置均用于采集目標(biāo)船舶的圖像信息；

所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊包括圖像處理與告警分析處理模塊、4g無線終端，所述圖像處理與告警分析處理模塊用于接收并處理所述圖像信息，并根據(jù)處理結(jié)果控制若干所述聲光告警裝置發(fā)出告警，所述圖像處理與告警分析處理模塊與所述4g無線終端連接，并籍由所述4g無線終端與公共互聯(lián)網(wǎng)連接；

所述監(jiān)控與人機(jī)交互模塊包括監(jiān)控客戶端，所述監(jiān)控客戶端與所述公共互聯(lián)網(wǎng)連接，籍由所述公共互聯(lián)網(wǎng)獲取所述圖像處理與告警分析處理模塊的工作信息和/或控制所述圖像處理與告警分析處理模塊。

優(yōu)選的，若干所述攝像裝置包括若干設(shè)置在所述大橋北側(cè)的若干北側(cè)攝像頭，以及若干設(shè)置在所述大橋南側(cè)的若干南側(cè)攝像頭；

若干所述聲光告警裝置包括若干設(shè)置在所述大橋北側(cè)的若干北側(cè)聲光告警裝置，以及若干設(shè)置在所述大橋南側(cè)的若干南側(cè)聲光告警裝置；

所述圖像處理與告警分析處理模塊包括數(shù)據(jù)交換機(jī)、視頻分析器；所述數(shù)據(jù)交換機(jī)與若干所述北側(cè)攝像頭、若干所述南側(cè)攝像頭分別連接，接收并處理所述圖像信息，所述數(shù)據(jù)交換機(jī)與所述視頻分析器連接，并將對(duì)所述圖像信息的處理結(jié)果發(fā)送至所述視頻分析器；

所述視頻分析器與若干所述北側(cè)聲光告警裝置、若干所述南側(cè)聲光告警裝置連接，所述視頻分析器對(duì)接收到的處理結(jié)果進(jìn)行比對(duì)和分析，并控制若干所述北側(cè)聲光告警裝置、若干所述南側(cè)聲光告警裝置發(fā)出不同類型的告警；

所述數(shù)據(jù)交換機(jī)、所述視頻分析器均籍由所述4g無線終端和所述公共互聯(lián)網(wǎng)與所述監(jiān)控客戶端連接。

更優(yōu)選的，所述監(jiān)控客戶端包括電腦和/或智能手機(jī)。

更優(yōu)選的，所述4g無線終端籍由無線電信號(hào)與通訊基站無線連接，并籍由所述通訊基站與所述公共互聯(lián)網(wǎng)連接。

優(yōu)選的，所述攝像裝置包括可見光攝像裝置、紅外攝像裝置和/或激光攝像裝置。

本發(fā)明還公開了針對(duì)上述橋梁主動(dòng)防船撞系統(tǒng)的使用方法，步驟如下：

a、所述攝像裝置采集所述大橋兩側(cè)的所述圖像信息；

b、所述攝像裝置將采集到的所述圖像信息發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊，所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊中的數(shù)據(jù)交換機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行處理，所述數(shù)據(jù)交換機(jī)將所述圖像信息發(fā)送至所述公共互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)，并對(duì)所述圖像信息處理后形成當(dāng)前采集數(shù)據(jù)，之后將所述當(dāng)前采集數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊中的視頻分析器；

c、所述視頻分析器對(duì)在一段時(shí)間內(nèi)收到的若干所述當(dāng)前采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別出所述船舶的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

d、所述視頻分析器將所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的船舶異常行為參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析；

e、根據(jù)所述步驟d的結(jié)果進(jìn)行判斷：若所述對(duì)比分析結(jié)果為未達(dá)到告警級(jí)別，則終止流程；若所述對(duì)比分析結(jié)果為達(dá)到告警級(jí)別，則繼續(xù)執(zhí)行步驟f；

f、所述視頻分析器對(duì)判斷為達(dá)到告警級(jí)別的所述船舶進(jìn)行鎖定，提高被鎖定的所述船舶的所述圖像信息的采集頻率，并調(diào)取所述公共互聯(lián)網(wǎng)中存儲(chǔ)的被鎖定的所述船舶的所述圖像信息，對(duì)被鎖定的所述船舶的航跡進(jìn)行預(yù)測(cè)；

g、所述視頻分析器從所述公共互聯(lián)網(wǎng)中尋找被鎖定的所述船舶的相關(guān)聯(lián)系方式，并根據(jù)所述預(yù)測(cè)的結(jié)果對(duì)對(duì)被鎖定的所述船舶撞擊所述大橋的可能性進(jìn)行評(píng)估；

h、根據(jù)所述步驟g的結(jié)果進(jìn)行判斷：若所述對(duì)比結(jié)果為無撞橋危險(xiǎn)，則在向被鎖定的所述船舶發(fā)送善意提醒信息后，終止流程；若所述對(duì)比結(jié)果為有撞橋危險(xiǎn)，則急需執(zhí)行步驟i；

i、所述視頻分析器向被鎖定的所述船舶發(fā)送要求其自行調(diào)整的信息，同時(shí)開啟所述聲光告警裝置，對(duì)被鎖定的所述船舶發(fā)出告警；

j、所述視頻分析器繼續(xù)對(duì)被鎖定的所述船舶的航跡進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷被鎖定的所述船舶自行調(diào)整后的航跡；

k、根據(jù)被鎖定的所述船舶自行調(diào)整后的航跡，評(píng)估判斷被鎖定的所述船舶自行調(diào)整是否失敗，若未失敗，怎停止所述聲光告警裝置，并終止流程；若失敗，則繼續(xù)執(zhí)行步驟l；

l、所述視頻分析器籍由所述公共互聯(lián)網(wǎng)向駐泊在大橋附近的急救人員發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求對(duì)被鎖定的所述船舶的航跡實(shí)施外力干預(yù)，校正所述船舶的航跡；

m、在完成所述船舶的航跡的校正后，終止流程。

優(yōu)選的，在所述步驟e中，若所述對(duì)比分析結(jié)果達(dá)到告警級(jí)別，所述視頻分析器還需將所述對(duì)比分析結(jié)果發(fā)送至所述公共互聯(lián)網(wǎng)存檔。

優(yōu)選的，在所述步驟h中，若所述對(duì)比結(jié)果為有撞橋危險(xiǎn)，所述視頻分析器還需將所述對(duì)比結(jié)果發(fā)送至所述公共互聯(lián)網(wǎng)存檔。

優(yōu)選的，在所述步驟k中，若所述船舶自行調(diào)整失敗，所述視頻分析器還需將所述船舶自行調(diào)整失敗的圖像信息發(fā)送至所述公共互聯(lián)網(wǎng)存檔。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明基于視頻監(jiān)控的通航橋梁主動(dòng)防船撞預(yù)警概念及方案，采用可見光、紅外、激光進(jìn)行復(fù)合探測(cè)并將探測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的模式，可以滿足全天候、全天時(shí)、全自動(dòng)和穩(wěn)定可靠的防撞預(yù)警需求。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例中大橋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3示出本發(fā)明另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4示出本發(fā)明一使用方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

如圖1和圖2所示，橋梁主動(dòng)防船撞系統(tǒng)，包括設(shè)置在大橋上的目標(biāo)探測(cè)與告警模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊、以及監(jiān)控與人機(jī)交互模塊。

其中，目標(biāo)探測(cè)與告警模塊包括若干攝像裝置、若干聲光告警裝置，若干攝像裝置均用于采集目標(biāo)船舶的圖像信息；

數(shù)據(jù)處理與分析模塊包括圖像處理與告警分析處理模塊、4g無線終端，圖像處理與告警分析處理模塊用于接收并處理圖像信息，并根據(jù)處理結(jié)果控制若干聲光告警裝置發(fā)出告警，圖像處理與告警分析處理模塊與4g無線終端連接，并籍由4g無線終端與公共互聯(lián)網(wǎng)連接；

監(jiān)控與人機(jī)交互模塊包括監(jiān)控客戶端，監(jiān)控客戶端與公共互聯(lián)網(wǎng)連接，籍由公共互聯(lián)網(wǎng)獲取圖像處理與告警分析處理模塊的工作信息和/或控制圖像處理與告警分析處理模塊。

本發(fā)明的原理在于，采用光電復(fù)合探測(cè)及主動(dòng)預(yù)警的方式來判斷出船舶駕駛?cè)藛T的失誤和船舶的異常航行姿態(tài)，基于視頻監(jiān)控的通航橋梁主動(dòng)防船撞預(yù)警概念及方案，采用可見光、紅外、激光進(jìn)行復(fù)合探測(cè)并將探測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的模式，可以最大程度地減少人為因素、船舶失控等因素造成的此類碰撞事故的產(chǎn)生，同時(shí)可提前預(yù)警并通知橋面道路交通封閉交通，防止因船橋碰撞事故中的二次生命財(cái)產(chǎn)損失。

如圖2和圖3所示，在某些實(shí)施例中，若干攝像裝置包括若干設(shè)置在大橋北側(cè)的若干北側(cè)攝像頭，以及若干設(shè)置在大橋南側(cè)的若干南側(cè)攝像頭；

若干聲光告警裝置包括若干設(shè)置在大橋北側(cè)的若干北側(cè)聲光告警裝置，以及若干設(shè)置在大橋南側(cè)的若干南側(cè)聲光告警裝置；

圖像處理與告警分析處理模塊包括數(shù)據(jù)交換機(jī)、視頻分析器；數(shù)據(jù)交換機(jī)與若干北側(cè)攝像頭、若干南側(cè)攝像頭分別連接，接收并處理圖像信息，數(shù)據(jù)交換機(jī)與視頻分析器連接，并將對(duì)圖像信息的處理結(jié)果發(fā)送至視頻分析器；

視頻分析器與若干北側(cè)聲光告警裝置、若干南側(cè)聲光告警裝置連接，視頻分析器對(duì)接收到的處理結(jié)果進(jìn)行比對(duì)和分析，并控制若干北側(cè)聲光告警裝置、若干南側(cè)聲光告警裝置發(fā)出不同類型的告警；

數(shù)據(jù)交換機(jī)、視頻分析器均籍由4g無線終端和公共互聯(lián)網(wǎng)與監(jiān)控客戶端連接。

在某些實(shí)施例中，監(jiān)控客戶端包括電腦和/或智能手機(jī)。

在某些實(shí)施例中，4g無線終端籍由無線電信號(hào)與通訊基站無線連接，并籍由通訊基站與公共互聯(lián)網(wǎng)連接。

在某些實(shí)施例中，攝像裝置包括可見光攝像裝置、紅外攝像裝置和/或激光攝像裝置。

如圖4所示，本發(fā)明還公開了針對(duì)上述橋梁主動(dòng)防船撞系統(tǒng)的使用方法，步驟如下：

a、攝像裝置采集大橋兩側(cè)的圖像信息；

b、攝像裝置將采集到的圖像信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理與分析模塊，數(shù)據(jù)處理與分析模塊中的數(shù)據(jù)交換機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)交換機(jī)將圖像信息發(fā)送至公共互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)，并對(duì)圖像信息處理后形成當(dāng)前采集數(shù)據(jù)，之后將當(dāng)前采集數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理與分析模塊中的視頻分析器；

c、視頻分析器對(duì)在一段時(shí)間內(nèi)收到的若干當(dāng)前采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別出船舶的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

d、視頻分析器將運(yùn)動(dòng)參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的船舶異常行為參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析；

e、根據(jù)步驟d的結(jié)果進(jìn)行判斷：若對(duì)比分析結(jié)果為未達(dá)到告警級(jí)別，則終止流程；若對(duì)比分析結(jié)果為達(dá)到告警級(jí)別，則繼續(xù)執(zhí)行步驟f；

f、視頻分析器對(duì)判斷為達(dá)到告警級(jí)別的船舶進(jìn)行鎖定，提高被鎖定的船舶的圖像信息的采集頻率，并調(diào)取公共互聯(lián)網(wǎng)中存儲(chǔ)的被鎖定的船舶的圖像信息，對(duì)被鎖定的船舶的航跡進(jìn)行預(yù)測(cè)；

g、視頻分析器從公共互聯(lián)網(wǎng)中尋找被鎖定的船舶的相關(guān)聯(lián)系方式，并根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果對(duì)對(duì)被鎖定的船舶撞擊大橋的可能性進(jìn)行評(píng)估；

h、根據(jù)步驟g的結(jié)果進(jìn)行判斷：若對(duì)比結(jié)果為無撞橋危險(xiǎn)，則在向被鎖定的船舶發(fā)送善意提醒信息后，終止流程；若對(duì)比結(jié)果為有撞橋危險(xiǎn)，則急需執(zhí)行步驟i；

i、視頻分析器向被鎖定的船舶發(fā)送要求其自行調(diào)整的信息，同時(shí)開啟聲光告警裝置，對(duì)被鎖定的船舶發(fā)出告警；

j、視頻分析器繼續(xù)對(duì)被鎖定的船舶的航跡進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷被鎖定的船舶自行調(diào)整后的航跡；

k、根據(jù)被鎖定的船舶自行調(diào)整后的航跡，評(píng)估判斷被鎖定的船舶自行調(diào)整是否失敗，若未失敗，怎停止聲光告警裝置，并終止流程；若失敗，則繼續(xù)執(zhí)行步驟l；

l、視頻分析器籍由公共互聯(lián)網(wǎng)向駐泊在大橋附近的急救人員發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求對(duì)被鎖定的船舶的航跡實(shí)施外力干預(yù)，校正船舶的航跡；

m、在完成船舶的航跡的校正后，終止流程。

在某些實(shí)施例中，在步驟e中，若對(duì)比分析結(jié)果達(dá)到告警級(jí)別，視頻分析器還需將對(duì)比分析結(jié)果發(fā)送至公共互聯(lián)網(wǎng)存檔。

在某些實(shí)施例中，在步驟h中，若對(duì)比結(jié)果為有撞橋危險(xiǎn)，視頻分析器還需將對(duì)比結(jié)果發(fā)送至公共互聯(lián)網(wǎng)存檔。

在某些實(shí)施例中，在步驟k中，若船舶自行調(diào)整失敗，視頻分析器還需將船舶自行調(diào)整失敗的圖像信息發(fā)送至公共互聯(lián)網(wǎng)存檔。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。