桥墩防撞预警系统方案

桥墩防撞预警系统方案

摘要：为监视、预警来往船只可能造成的对桥墩的撞击，在桥墩设防区域江河湖面上设置一定的监视区，一旦来往船只进入设防区域，预警报警系统能给出相应的处理，防止、避免发生桥墩撞击事故。

系统概述：在高速公路的建设中，经常会在江河湖面架设桥梁，由于桥下有过往的船只，船只撞击桥墩的事故时有发生，不仅造成经济损失，同时也使桥梁存在安全隐患. 本系统提出了一种基于产生式规则的智能化桥墩防撞预警报警系统. 为监视、预警来往船可能造成的在桥墩的撞击，在桥墩设防区域的江河湖面上设置一定的监视区域，进行全天候24 小时实时监视，并对桥墩周围一定距离的特别危险区域进行特别监视. 一旦有来往船只进入监视区域，即提醒监控机房的管理人员注意；当来往船只进入危险区时，系统产生报警，并通知监视人注意控制摄像机跟踪船只并录像. 根据船只在危区的不同区段、船只的速度、吨位等属性和气候信息等，系统会产生一般警示报警、警示报警和紧急警示报警，通过安装在桥墩处的红色警示灯的闪耀对船只警示，或通过安装在桥墩处的高音喇叭示警，并告知驾驶员应采取的措施。

系统的组成及功能

1、系统的组成如图1 所示

图1系统的智能化桥墩防撞预警报警系统由五大部分组成；监测控制器、公共接口、接口程序、报警管理系统和录像机系统（图中没画出）。

监测控制器：由激光位移传感器和云台摄像头组成，用于获取船只进入监视区或特别危险区域的视角、距离和船速等数据。

公共接口：采用外设接口芯片设计的接口控制板，用于激光位移传感器和云台摄像头的数据转换和对它们实施控制。

2、摄像系统的功能在主桥墩处分别设置多台具有夜视功能的摄像头，摄像头根据功能不同分为控测摄像头和监视摄像头. 这些探测摄像头通过计算机与录像机连接，探测摄像机相对固定，摄像范围对准江面设定的指定的监视区域，这里称之为提示区域. 该图像内容通过监视机房里的主服务器影像匹配识别，判别是否有来船进入该区域. 当有来船进入时，则向监控机房发出提示，提醒监控人员注意. 监视摄像机主要监视江面上过往船只的情况，危急时或在其他必要时候摄像记录. 为加强夜间摄像效果，在桥墩合适位置加装光线自动控制红外射灯，它们能保证船只撞桥时被清楚地摄像记录.除了探测摄像机外，每个桥上安装辉厚HZH-B200H激光/ 微波双鉴位移传感器

探头，它能探测出宽度为几m，最远达150 m的长条型区域内的移动物体，正好覆盖了桥墩上游最危险区域，这里将之称为告警区域. 一旦探测到情况，双鉴探头的告警信号由前端告警主机回传监控室监控主机的告警接口，发出紧急告警，通知工作人员操纵监视摄像机云台镜头，对进入船只跟踪监视，并启动数字硬盘录像机跟踪录像，还可用高音喇叭喊话提醒来船注意. 本系统中的图像及控制数据、告警数据传输到主机，由主机通知工作人员，采取向江面喊话示意，启动视频录像等措施。

前端喊话功能———对江面上的危险船只用高音喇叭喊话提醒.

分控功能———多个分控接口，可接往近处的港监、公安、保安部门，在那里形成简易分控系统，或通过联网受监控中心的控制。

联网功能———通过新建的专用网络或通过公用网络与监控中心联网，交换多媒体视频信号或其他数据文件。

3、设计方案软件主要由两大部分组成：即探头/ 红外接口程序部分和数据处理与报警的专家决策系统部分。

如图2 所示.

3.1 报警要求

（1）200 m 预警；（2）150 m 一般报警；（3）100 m 紧急报警；（4）50 m 紧急报警；（5）探测角度为45°~ 60°（6）给出恰当的报警提示及适当的处理措施；（7 ）处理周期为600 ms；（8）能根据行船的多种属性、气候条件和工作人员的经验给出报警内容。

3. 2 软件系统结构和部分的功能简述

（1）接口模块及功能：完成摄像头/ 红外探头的数据收集、转换和发送，要求利用设备提供的动态链接库，每次取数在30 ms 内完成. 主要的数据有：船只所在的探测角度、船速、距离和船型等。

（2）专家决策模块：接收文件系统的外界数据处理，形成能触发产生式规则的事实，由专家系统中的正向推理机推理产生处理策略并传给预警子模块或紧急报警子模块. 预警子模块：给出预警或一般报警及喊话信息，并启动预警报警器，给出处理意见；根据情况可启动摄像机，保存现场影像数据；进入预警处理预案. 紧急报警子模块：给出报警或紧急报警信息及喊话信息，启动紧急报警器，给出处理意见；并且启动摄像头，保存现场影像数据；进入报警或紧急报警处理预案。