桥梁防船撞措施的选择及主动防撞预警系统-公司新闻-兴发游戏登录科技
桥梁防船撞措施的选择及主动防撞预警系统
桥梁防船撞措施的选择及主动防撞预警系统
2021-11-12 17:37
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公司新闻
2021-11-12 17:37
桥梁防船撞措施的选择及主动防撞预警系统

桥梁防船撞措施的选择及主动防撞预警系统

交通运输部办公厅国家铁路局综合司国铁集团办公厅关于印发船舶碰撞桥梁隐患治理三年行动实施方案的通知中要求对通航桥梁的船撞风险进行分析,要求安装主动及被动防撞措施保护桥梁,在实际操作中如何进行选型,笔者总结多年在该领域的研究理解,推荐如下。
   1、桥梁防撞措施的选择
   
1.1、
防船撞设施的选择宜根据桥梁的船撞风险等级,并结合桥梁自身的抗撞能力与设防船撞力之间的差值。防船撞设施具体的选择流程如图1

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                                             图1防撞设施选择流程

条文说明

防船撞常用设施有:A 主动防撞预警系统    D 固定式附着防撞装置;E 浮动式附着防撞装置;F 独立式防撞装置;G 基础自身加强防撞。

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                 a)整体式                                         b)分离式
                                     图2  D固定式附着防撞装置

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                                                       3    E浮动式附着防撞装置示意图
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                                                                                                                                                                                                      a)独立防撞墩                                     b)独立防撞隔栅
                                                                                  

                                   图4 F独立式防撞设施示意图
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                                                          5  G基础自身加强防撞示意图

 桥梁防船撞设施的选择按表1采用。
                               
1  Ⅱ类桥梁防船撞设施选择汇总表                                                                                                                                                                      

桥梁类型

航道水位变化

风险主控因素

防撞设施

/

基础抗力、通航净空

A+D/E

大水位落差

基础抗撞能力与设防船撞力的差≤30%

A+E

30%<基础抗撞能力与设防船撞力的差≤60%

A +E+G

基础抗撞能力与设防船撞力的差>60%

A+F

通航净高不足

A

桥区水域通航安全监测

A

小水位落差

基础抗撞能力与设防船撞力的差≤30%

A+D

30%<基础抗撞能力与设防船撞力的差≤60%

A+D+G

基础抗撞能力与设防船撞力的差>60%

A+F

通航净高不足

A

桥区水域通航安全监测

A

1.2非通航区域的结构性防船撞宜采用浮体+拦截索++锚固装置+水下锚碇的组合系统。
    1.3
非通航区域的拦截系统布设距离应综合考虑桥区水深、天气及设防船型等因素。

1.4、非通航区域的拦截系统宜采用多级耗能方式,宜将发挥耗能作用的装置布置于水面以上。
    1.5、
主动防撞预警系统的选型及技术指标参考《主动防撞预警系统》。

2桥梁防撞措施的选择

    主动防撞预警系统是一套综合应用电子信息技术、自动化技术、无线通信技术、现代测绘技术、物联网技术等新技术,主动探测桥区水域附近船舶状态,通过多种手段对船舶驾驶员的不安全行为进行预警的信息系统集成。系统原理图如下:

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                           6 主动防撞预警系统原理图

条文说明

主动防撞预警系统一般主要由船舶超高监测单元、船舶偏航监测单元、桥梁碰撞监测单元、水文气象监测单元、信息发布单元、视频监控及录像单元、主控制器单元、系统云管理平台等组成,实现对驶入桥区的船舶进行实时监测、自动生成助航与预警信息,通过信息发布单元与船舶(驾驶员)进行信息互动,达到主动预防船舶碰撞桥梁事故的发生。
       2.1、对于桥梁通航净高比较低,存在船舶超高碰撞风险的桥梁,主动防撞预警系统应设置船舶超高监测单元对进入桥区的船舶进行高度监测及预警。

条文说明:

2.2、经过桥梁的船舶的水面高度如果超过桥梁的实时通航净高,就有可能对桥梁造成破坏,船舶超高监测单元对即将经过桥梁的船舶提前进行高度测量,如果检测到船舶高度超出桥梁防碰撞警戒高度,向船舶发出预警。检测船舶超高的传感器有:a、激光对射传感器 b、激光测距传感器 c、图像传感器 d、二维或三维激光雷达传感器 e、复合型超高探测传感器。这些传感器各有优缺点,建议选用便于水准标定且能对船舶进行多次测量以及具有第三方质量(计量)认证的传感器作为超高检测传感器。
    2.3船舶超高监测单元技术指标

 

项目

技术指标

设置条件

I级航道:通航净高<22

II级航道:通航净高<18

III级航道:通航净高<10

级航道:通航净高<8

V级及以下航道:根据通航风险设置

检测方式

不限,宜采用连续测量方式保证测量结果的可靠性。

超高监测预警距离

上游:I级航道600米、II级航道500米、III级及以下航道400 

下游:I级航道500米、II级航道450米、III级及以下航道400

安装方式

 

预警距离<300m,安装于桥体

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预警距离>300m,安装于河岸

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检测精度要求

在设定的超梅州面之上,最大直径:0.2 、最大高度小于0.5米、最快航速:15海里/小时的超高物体能被检测识别

标定与校核

依据测量方法的不同系统验收需提供合理的现场标定方法和报告,并提供维护期合理的系统校核方案

预警富余高度

通航净高大于18米的桥梁为2米,其它桥梁为1

取证要求

13张不小于200万像素图片

2、前后各5分钟视频 (含现场VHF录音)

3、桥区范围 AIS航迹

2.4为保护对通航桥梁的水中墩,主动防撞预警系统应设置船舶偏航监测单元对进入桥区的船舶进行航迹监测及预警。

条文说明    

1、船舶如果偏离正常行驶的航道,就可能进入非通航水域发生碰撞桥墩或搁浅的事故,为了避免事故的发生,主动防撞预警系统应设置船舶偏航监测单元,对进入桥梁的船舶的航迹进行监测,发现船舶偏航时及时向船舶发布预警信息。目前用于船舶偏航检测的主要传感器或设备有:aAIS信号收发器 b、微波雷达 c、激光雷达d、图像(可见光或热成像)传感器。

2船舶偏航监测单元技术指标 

项目

技术指标

设置条件

有水中墩的通航桥梁

推荐设置方式

三级预警机制

1:通过AIS检测进入一级电子围栏(桥区上下游2000m)范围船舶,系统广播VHF助航信息

2:通过AIS或者微波雷达等方式检测进入二级电子围栏(桥区上下游2000-500米范围)船舶,对侵入该范围的船舶进行风险预警提醒(VHF播报)

3:通过多线激光雷达等高精度三维感知设备对进入桥区三级电子围栏(上下游500米)船舶边界进行实时测量,对侵入该范围船舶启用高风险预警模式(VHF高频次播报,声光,取证)

传感器检测精度及检测范围要求

一,二级预警:

AIS或微波雷达等长程感知方式(>2000m

精度:位置误差<50m@2000m

三级预警:

采用基于三维量测感知方式,能以不低于1Hz频率实时检测到船舶目标的边缘界限

精度: 水平方向<0.2m@500m 垂直方向<0.5@500m  

取证要求

13张不小于200万像素图片

2、前后各1分钟视频   (含现场VHF录音)

3、 桥区范围 AIS航迹


       2.5、主动防撞预警系统应设置桥梁碰撞监测单元,对桥梁是否发生碰撞事故进行监测和报警。

条文说明

1、主动防撞预警系统应设置桥梁碰撞监测单元,在船舶入侵桥梁安全距离或发生碰撞事故时,立即将险情向业主或有关管理部门报告,以便快速开展事故救援,减少事故造成的损失。

2、桥梁碰撞监测单元技术指标

 

项目

技术指标

设置条件

任何安装主动预警系统的桥梁

检测方式

不限

要求

1、横向:船舶接近桥墩距离<1米或纵向:船舶最高点超过桥梁通航净高最高标高

2、发生碰撞

取证要求

13张不小于200万像素图片

2、前后各1分钟视频 (含现场VHF录音)

3、桥区范围 AIS航迹

 

2.6、主动防撞预警系统应设置水文气象监测单元,对桥梁周围的水文气象情况进行监测,及时把不利于安全航行的水文气象情况及时告知进入桥区的船舶驾驶员。

条文说明

1、桥区的水文气象条件是影响桥梁安全的重要因素,其中实时水位、实时能见度、实时雨量、实时风速对桥梁的安全影响最大,当桥区出现不利于航行的危险气象因素时,主动防撞预警系统能监测到并向进入桥区的船舶发布安全航行预警,降低桥梁被碰撞的风险。

2、水文气象监测单元技术指标

项目

技术指标

实时能见度、实时雨量、实时风速检测

(可选设置)

1、设置条件:III III级航道通航量50艘次/天的桥梁

2、精度要求:5%

实时水位检测

(必选设置)

1、 精度要求:5%

2、 检测频率 6/小时

 

 

2.7、主动防撞预警系统应设置预警信息发布单元,及时把各种预警信息发布给进入桥区的船舶驾驶员。

条文说明

1、主动防撞预警系统通过LED显示屏、AIS短信、VHF发射机、电笛、射灯等警示设备把助航信息或报警信息传达给船舶驾驶员,提醒船舶驾驶员安全驾驶。

2、预警信息发布单元技术指标

项目

技术指标

VHF发射机

(必选设置)

1、发射频道:16频或其他规定的海事频道

2、发射功率:

可调节,在工程交付使用时,调整发射功率,满足以下条件。

1-2级航道,VHF广播范围半径   <2000

3级及以下航道,VHF广播范围半径<1000

3、单次播报语音长度:30S

4、语音要求:播报语音前需要先播放引导音,引导音分非急引导音和紧急引导音2种,非紧急引导音为类似机场广播前的引导音,紧急引导音为警笛音

5、格式:引导音+中文船名(2次)+提示内容。

LED显示屏

(可选设置)

1、字体高度:

I级航道:≧ 2.0

II级航道:≧1.8

III级航道:≧1.5

级及以下航道:≧1.2

2、显示屏类型:段式或点阵式

3、字体颜色:黄色

4、点阵式LED显示屏:(1)系统设置   2)远程控制  

AIS消息

(必选设置)

字数100字,符合点对点AIS信息协议。

电笛

(可选设置)

鸣笛声应符合《兴发游戏登录内河避碰规则》第四十二条声号的相关规定

射灯

(可选设置)

1、总功率:≧100W

2、颜色:白色

3、亮灯方式:上下交替闪亮

桥廓灯

(可选设置)

1、发光体: LED发光模组

2、颜色:黄色

3、功率: 3W/,频闪 0.5HZ

虚拟航标

(可选设置)

系统软件内设置

 

2.8、主动防撞预警系统应设置视频监控及录像单元,对桥梁及桥区进行24小时不间断的视频采集及记录。必要时视频录像可以为事件调查提供证据。

条文说明

1、主动防撞预警系统视频监控数据对于事件的取证有着十分重要的作用,因此,本单元宜选用工业级设备,并做好防盗、防水等安全措施。而且要考虑足够的存储空间,保证视频数据保存时间。

  2、视频监控及录像单元技术指标

项目

技术指标

录像保存时间

数据保存时间 30

像素要求

视频像素要求  200万像素

 

2.9、主动防撞预警系统应设置主控制器单元,该单元由硬件设备及软件系统组成,是防撞预警系统的现场数据处理、存储、传输及各单元设备联动控制中心。

条文说明

1、为保证其稳定性和可靠性本单元宜硬件设备宜选用工业级设备,并做好防盗、散热、防水、防潮等安全措施,软件系统宜在linux开源系统下开发,为保证数据安全,除了本地保存之外,预警数据要求异地备份。

2、主控制器单元主要硬件技术指标

项目

技术指标

工控主机

CPU:不低于Intel Core  i5-10500T (6-,   12MB 缓存, 2.3GHz 3.8GHz, 35W   集显HD630)

内存:不低于 8GB (1X8GB) DDR4

硬盘:不低于 M.2 256GB PCIe NVMe

船舶信息收发器

AIS收发,TDS智能语音合成,高性能工业控制芯片、海事16频道发射器、网络通讯模块及路由

16口千兆交换机

端口描述:

1610/100/1000Base-T以太网端口,2SFP

输入电压:AC:额定电压范围:100V~240V AC50/60Hz;最大电压范围:90v~264V AC47~63Hz

环境标准 工作温度:0-45

散热方式:无风扇,自然散热

VHF天线

频率范围:136-174Mhz

长度:不小于1.2米、增益:不低于4DB

AIS天线

频率范围:136-174Mhz

长度:不小于1.2米、增益:不小于4DB

主控设备箱

应包含自动重合闸开关、电源防雷器、信号防雷器、开关电源、插座等

工业路由器

LTE全网

 

3、主控制器单元软件技术指标

项目

技术指标

操作系统

Linux操作系统

数据储存

1、预警数据要求本地、及异地备份

2、预警数据保存时间1

主要功能要求

1、船舶超高监测及预警功能

2、船舶偏航检测及预警功能

3、碰撞监测及报警功能

4、水文气象监测及助航信息发布功能


3.0、主动防撞预警系统应设置系统云管理平台。云平台能够接收前端主控制器设备上传的各种数据,进行分折处理,保存监测数据、告警等信息至监控中心数据库中,用于监测、分析、处理。

 


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