施永燦

摘 要：在橋區(qū)水域管理過程中，管理方需要對橋區(qū)水域中的船只信息進行監(jiān)測，并進行反饋共享，廣播船只信息，方便附近船只了解航道情況，避免發(fā)生意外?，F(xiàn)有的防碰撞裝置主要基于紅外探測技術(shù)，監(jiān)測效果一般，精度不高，所以本文提出一種橋區(qū)水域管理裝置。該裝置可有效監(jiān)控橋區(qū)水域船舶通航情況，通過全面監(jiān)測水上和水下通航物體，防止船只誤入、危險駕駛，甚至碰撞。

關(guān)鍵詞：橋區(qū)水域;船舶管控;主動預(yù)警

Abstract： In the process of water management in the bridge area， the management side needs to monitor the ship information in the water area of the bridge area， and carry out feedback sharing and broadcast the ship information to facilitate the nearby ships to understand the channel conditions and avoid accidents. The existing anti-collision device is mainly based on infrared detection technology， with general monitoring effect and low accuracy. Therefore， this paper proposed a water area management device in bridge area. The device can effectively monitor the navigation of ships in the water area of the bridge area， and prevent the ships from entering， dangerous driving and even collision by comprehensively monitoring the navigation objects on and under the water.

Keywords： bridge area waters;ship control;active warning

近年來，隨著路網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展和完善，溝通江河兩岸的橋梁建設(shè)項目越來越多，大型跨河橋梁工程施工水域與航路相互交疊的情況大量出現(xiàn)，不僅改變了船舶習(xí)慣的航路，而且對大橋施工和管理的各個階段產(chǎn)生了不同程度的影響。加之船舶發(fā)展不斷趨于大型化，船舶駕駛員不能及時掌握橋區(qū)水域通航尺度，導(dǎo)致越來越多的船撞橋事故發(fā)生，橋區(qū)水域船舶安全事故已經(jīng)成為水上交通事故的重要組成部分[1-5]。例如：2017年1月8日晚，一艘散貨船途經(jīng)洪奇瀝水道時，觸碰到南沙番中公路（省道S111）洪奇瀝大橋南側(cè)橋墩。事故導(dǎo)致橋墩凹陷、鋼筋外露，所幸無人員傷亡，未造成水域污染。再如：2018年9月24日晚，一艘沙船（空船）失控撞到北環(huán)高速公路廣清立交GF匝道橋橋墩和北環(huán)高速主線白坭河大橋橋墩，其中GF匝道橋橋墩被撞擊后混凝土有較大面積剝落，主線白坭河大橋橋墩被撞擊后，懸掛在橋墩北側(cè)的直徑約1.2 m的自來水管被撞裂，肇事船被水管卡在橋墩位不能移動。因此，研究最大程度上預(yù)防船舶碰撞橋梁事故的發(fā)生，合理地管控橋區(qū)水域船舶，構(gòu)建橋區(qū)水域船舶管控預(yù)警系統(tǒng)，具有重要的經(jīng)濟價值和社會意義。

1 橋梁防撞設(shè)施現(xiàn)狀

橋梁防撞措施大致包括兩部分：主動橋梁防撞和被動橋梁防撞。主動橋梁防撞方法包括：船舶交通服務(wù)系統(tǒng)（Vessel Traffic Services，VTS）、船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System，AIS）、船舶警戒系統(tǒng)、設(shè)置橋涵標、設(shè)置助航標志等。被動橋梁防撞方法包括：采用消能緩沖材質(zhì)防撞、重力式防撞墩、人工防撞島等[6-10]。

1.1 主動橋梁防撞

1.1.1 VTS系統(tǒng)。VTS系統(tǒng)是利用甚高頻無線通信系統(tǒng)（Very High Frequency，VHF）和雷達無線感知識別的方式，結(jié)合AIS系統(tǒng)，對監(jiān)管區(qū)域內(nèi)航行的船舶進行實時的信息管控和船舶合理調(diào)度[11-13]。在目前的通信領(lǐng)域中，各種通信日新月異，特別是數(shù)字手機通信發(fā)展迅速。但是，由于水域管理情況特殊，VHF通信在水域管理中受行業(yè)管理要求，其地位和作用無可替代。同時，VTS的建設(shè)是由國家承擔的政府公共服務(wù)之一，目前僅對海域及大型港區(qū)提供覆蓋和公共服務(wù)。

1.1.2 AIS系統(tǒng)。AIS系統(tǒng)是采用自組織時分多址鏈接技術(shù)，在規(guī)定頻段內(nèi)連續(xù)自動地播發(fā)本船靜態(tài)、動態(tài)、與航次相關(guān)信息及安全短消息，同時也能自動接收周圍船舶發(fā)出的這些消息，并與岸基站臺進行信息交換?！秶H海上人命安全公約》（International Convention for Safety of Life at Sea，SOLAS）規(guī)定，從事非國際航運的500總噸及以上噸位的船舶以及不論尺度大小的客船，都必須安裝AIS系統(tǒng)。目前，內(nèi)河船舶100總噸以上船舶基本都安裝了AIS系統(tǒng)。AIS系統(tǒng)是一個較好的防撞避碰系統(tǒng)[14-16]。

1.1.3 橋涵標。橋涵標是橋梁業(yè)主單位建設(shè)落實的橋梁水域通航助航設(shè)施。橋涵標設(shè)置于橋梁上，一般位于通航孔或禁航孔正上方，是規(guī)范船舶航行的重要參考設(shè)備。目前，橋涵標的設(shè)置主要存在海區(qū)和內(nèi)河水域混淆、標志不清晰、信息固化、在大霧等危險天氣效能無法正常發(fā)揮等問題。

1.1.4 紅外預(yù)警。目前在橋區(qū)水域管理過程中，部分業(yè)主單位采用了建立在紅外基礎(chǔ)上的主動預(yù)警裝置，從技術(shù)上對橋區(qū)水域中的船只信息進行監(jiān)測，并進行反饋共享，廣播船只信息，方便附近船只了解航道情況，避免發(fā)生意外。但是，這種防碰撞裝置主要基于紅外探測技術(shù)，監(jiān)測效果一般，精度不高，受水上條件影響較大，誤報率極高。

1.2 被動橋梁防撞

被動橋梁防撞也稱為結(jié)構(gòu)防撞。傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)防撞方式分為三種。第一種是在橋墩附近建設(shè)固定式防撞墩，船舶不慎偏離航道即將撞擊橋墩時，會先撞擊固定式防撞墩，卸去一部分的撞擊力，同時撞擊的異響會提醒船員發(fā)生了異常情況，不僅能保護橋梁自身完整，而且能保護周邊傳船只的安全。第二種是在橋墩上加裝復(fù)合緩沖材質(zhì)較好的緩沖墩，達到卸去撞擊力的效果。復(fù)合緩沖材質(zhì)一般采用纖維制成，可以有效將碰撞點的撞擊力向四周擴散。第三種是采用復(fù)合材質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)的防撞設(shè)備，這種防撞設(shè)備首先在材質(zhì)上可以將撞擊力分散，其次在結(jié)構(gòu)上也會有一定的緩沖作用，類似于大型彈簧[17-21]。

結(jié)構(gòu)防撞裝置目前被橋梁業(yè)主廣泛接受。但是，從事故統(tǒng)計來看，目前發(fā)生的船舶撞橋事故中，結(jié)構(gòu)防撞裝置發(fā)揮的效能基本為零。主要原因是結(jié)構(gòu)防撞對不同水域和不同船型的效果截然不同。此外，在橋區(qū)水域增設(shè)固定式防撞墩，造成橋區(qū)水域水流繞流，影響船舶操縱，同時造成涌水現(xiàn)象，抬高橋區(qū)水域水位。主管部門出于防洪考慮，一般不同意在內(nèi)河水域橋區(qū)范圍建設(shè)結(jié)構(gòu)防撞裝置。

2 橋區(qū)水域船舶管控主動預(yù)警系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

為了能研究出有效的電子橋梁防碰撞機制，研究者對北環(huán)白坭河船碰橋事故進行了仔細分析。事故當晚，船舶順流向南航行，航道彎曲，且當時正退潮，流速約2節(jié)。肇事船舶航行入白坭河橋時航速仍保持8.1節(jié)，未使用安全航速，離橋較近時才發(fā)現(xiàn)船舶失控，撞擊白坭河橋橋墩時航速為6節(jié)左右，最后導(dǎo)致白坭河橋橋墩嚴重受損，橋上過橋水管因撞擊而被損壞。通過調(diào)查可知，船舶投入運行后，舵系統(tǒng)發(fā)生多次故障，本次事故發(fā)生時，船舶左舵柄與舵連桿滑脫，導(dǎo)致船舶操舵時，左右兩個舵的舵角無法保持一致，船舶操舵無法獲取有效舵效，導(dǎo)致舵機失效?？梢?，事故的主要原因是船員未按安全航速通過橋梁，并且船員對橋區(qū)的水道情況不熟悉，以較快的航速通過彎曲的航道時，才發(fā)現(xiàn)船舶失控，最終未能在一定時間內(nèi)采取有效的減速措施，導(dǎo)致事故發(fā)生[22-24]。

事故造成廣州北環(huán)高速公路廣清互通立交GF匝道白坭河大橋0-1、0-2#墩柱蓋梁項部往廣州方向新近位移約3～29 cm，且蓋梁左側(cè)系推算蓋梁頂部相對泥面處的傾斜量約為26.8～28.5 cm（往收費站方向），大橋0-1、0-2#墩柱及樁基均有新鮮開裂，且樁基裂縫寬度較大，影響結(jié)構(gòu)安全，大橋梁體暫無明顯相關(guān)性病害。依據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG/T H21—2011）對該橋進行評定，該橋受損后被評定為“5類橋”，處于危險狀態(tài)，直接經(jīng)濟損失約為千萬元。

事故造成廣州北環(huán)高速公路白坭河大橋L15-2#墩距蓋梁底面往下1.2 m處混凝土破損，大橋L15-2#墩等相關(guān)結(jié)構(gòu)物暫無明顯相關(guān)性病害。

通過對北環(huán)白坭河橋案例及洪奇瀝大橋案例進行分析，本系統(tǒng)需要從三個方向進行設(shè)計，即事故前、事故中、事故后。事故前，船員并不知道前方橋梁的具體情況，或者自身沒有意識到前方有橋梁，等發(fā)現(xiàn)異常情況時，已經(jīng)來不及采取防范措施;事故發(fā)生時，橋梁管理人員不能及時獲取橋梁信息，也無法和船員進行通信，導(dǎo)致事故嚴重化或者復(fù)雜化;事故發(fā)生后，執(zhí)法人員獲取追責(zé)證據(jù)的周期較長，這主要是因為缺乏收集橋梁證據(jù)的方法，較難收取證據(jù)，不便對事故進行判罰。該系統(tǒng)是一套較全面的電子橋梁防碰撞系統(tǒng)，從事故前預(yù)防到事故中了解現(xiàn)況，最后到事故后執(zhí)法追責(zé)，都要考慮在內(nèi)。實現(xiàn)方法是開發(fā)一套可以收集單信息點有效數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，把系統(tǒng)軟硬件設(shè)備放在每一個監(jiān)管信息點中。通過每個監(jiān)管信息點收集的信息及反饋，數(shù)據(jù)中心采用大數(shù)據(jù)分析及算法處理，最后將各自通航橋梁的信息、預(yù)警信息及通航建議提供給傳播用戶、監(jiān)管部門和執(zhí)法部門。結(jié)合水上專用通信技術(shù)，研究并提出一種橋區(qū)水域的管理裝置，可有效監(jiān)控水域船舶通航情況，通過動力感應(yīng)等全新技術(shù)，全面監(jiān)測水上和水下通航物體，防止船只誤入、危險駕駛，甚至碰撞。

該系統(tǒng)由橋梁電子預(yù)警監(jiān)管信息點、數(shù)據(jù)處理中心、監(jiān)控中心、移動終端和執(zhí)法單位預(yù)警信息接入端。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 橋梁電子預(yù)警監(jiān)管信息點模塊介紹

為了達到水上安全保障功能，系統(tǒng)融合多種水上專用技術(shù)，硬件設(shè)計如圖2所示。

2.2.1 AIS識別模塊。結(jié)合船上現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)船舶識別功能，采用AIS船舶識別技術(shù)識別接收預(yù)警區(qū)域內(nèi)所有AIS船舶的信息，并指向性發(fā)送AIS預(yù)警短報文到指定船舶。AIS技術(shù)采用標準報文中規(guī)定的22種不同類型的幀，其中不僅包括傳輸船舶動態(tài)和靜態(tài)信息，還包括與互通各模塊或者網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

經(jīng)過后期開發(fā)解析，將該模塊船舶信息疊加到電子海圖中，以達到船舶信息實時更新的效果。為方便業(yè)主監(jiān)管，系統(tǒng)AIS識別模塊可根據(jù)業(yè)主需求，在電子海圖中設(shè)置預(yù)警區(qū)域、虛擬航道、信號覆蓋圈等定制化功能。在特定橋區(qū)，也可以在電子海圖上顯示來往船舶的通航軌跡，方便相關(guān)部門輔助執(zhí)法。AIS識別模塊覆蓋范圍相當廣泛，AIS船臺機也是船舶必備的安全設(shè)備。該模塊可以讓船舶第一時間接收到設(shè)備發(fā)送的橋梁信息，是該系統(tǒng)建立船橋通信的手段之一。結(jié)合北環(huán)白坭河橋的案例，假設(shè)船員在離橋安全距離內(nèi)通過系統(tǒng)發(fā)送的預(yù)警AIS信息發(fā)現(xiàn)前方有橋梁，并且了解前方的橋梁實時信息，提高警惕，提前發(fā)現(xiàn)船舶自身的問題，那么將會有更長的應(yīng)急時間處理突發(fā)問題，及時采取良好的對應(yīng)措施。

2.2.2 甚高頻通信（VHF）模塊。本系統(tǒng)的VHF采用技術(shù)加裝，覆蓋水域可調(diào)控，僅對橋區(qū)水域船舶進行指向性管理，避免VHF通信干擾。VHF主要應(yīng)用在水上通信領(lǐng)域，主要工作頻率為156～174 MHz，是重要的水上通信手段。其主要功能是實現(xiàn)與來往船舶的通信預(yù)警功能，當船舶進入預(yù)警橋區(qū)水域后，該模塊可自動向船舶發(fā)送橋區(qū)情況，輔助船舶安全通航。為了解決監(jiān)管部門與船舶通信的問題，目前開發(fā)了可將陸地上數(shù)字通信與水上無線電通信相融合的技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)與船舶之間的有效通信，是突發(fā)情況監(jiān)管部門與船舶應(yīng)急通信的重要工具。船舶需要根據(jù)海事部門規(guī)定使用VHF作為水上通信手段。

VHF無線電通信是船舶的通信方式，在船舶行駛過程中，必須24 h開著VHF無線電通信設(shè)備。利用甚高頻通信（VHF）模塊能更加有效地將橋梁信息或者預(yù)警信息告知給船員，使船員安全通航。即使船舶因疏忽沒能及時留意AIS模塊發(fā)送的信息，VHF通信模塊也會將安全信息以語音的形式告知船員。

2.2.3 雷達識別模塊。本系統(tǒng)采用定制化小目標精測雷達，雷達識別運用微波偵測技術(shù)，對預(yù)警區(qū)域進行精確掃描。當船舶進入雷達掃描范圍時，雷達將掃描到的信息通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心通過數(shù)學(xué)模型解析出目標的位置、距離、方位、速度等信息，將目標在電子海圖上實時顯示出來，并顯示其運動軌跡。若發(fā)現(xiàn)異常情況，則發(fā)出報警信息至后臺監(jiān)管平臺，同時在軟件端發(fā)出報警，并聯(lián)動橋區(qū)甚高頻通信（VHF）模塊、LED大屏等告警模塊對異常船舶進行提醒。

2.2.4 檢測模塊。對于橋區(qū)水域自然環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)檢測模塊，采用紅外感知技術(shù)及水流感應(yīng)技術(shù)等制作出凈空測高模塊及紅外測高模塊等數(shù)種高精密實時傳感器，全天候采集橋區(qū)預(yù)警水域的橋區(qū)情況，如風(fēng)速、流速及實時凈空高度等。采集數(shù)據(jù)經(jīng)處理后上傳到數(shù)據(jù)中心進行保存與分析。

2.2.5 預(yù)警模塊。系統(tǒng)采用高性能處理單元，將橋區(qū)的實時信息與數(shù)據(jù)中心橋區(qū)的信息進行匹配，進行判斷并作出反饋。若輸出異常信息，則要通過通信模塊把指令下發(fā)給信息點、監(jiān)管中心及執(zhí)法部門，各信息點收到指令后執(zhí)行告警操作。

2.2.6 CCTV監(jiān)控模塊。CCTV監(jiān)控模塊采用水上高精密紅外夜視攝像設(shè)備，聯(lián)動雷達識別模塊，自動抓拍來往異常行為，并且實時將信息上傳到數(shù)據(jù)處理中心。

2.2.7 外延裝置模塊。橋區(qū)水域管理裝置包括設(shè)置在橋梁或岸/船基上的向過往船舶發(fā)送和接收信息的AIS模塊，用于發(fā)送給過往船舶信息的VHF模塊及設(shè)置在橋梁或岸/船基上的預(yù)警信息裝置。其中，預(yù)警信息裝置包括設(shè)置在橋梁或岸/船基一側(cè)的控制箱，控制箱頂端一側(cè)設(shè)有聲光報警器和光電雷達?？刂葡鋬蓚?cè)均連接有無線信號裝置，且兩個無線信號裝置與水上設(shè)置的不等距分布的浮標裝置無線連接。浮標裝置內(nèi)部設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊;頂部設(shè)有檢測裝置，且檢測裝置內(nèi)部設(shè)置有AIS模塊、VHF模塊和檢測傳感器;浮標裝置底部設(shè)有動力傳感器?？刂葡涞撞績蛇呂恢锰幘袃A斜設(shè)置的超聲波速度傳感器，控制箱一側(cè)中間位置處設(shè)有高清攝像頭，控制箱內(nèi)設(shè)有微處理器以及與微處理器進行電性連接的供電模塊，微處理器連接有無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，且微處理器通過無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊與AIS模塊和VHF模塊進行通信連接，高清攝像頭、超聲波速度傳感器和聲光報警器均與微處理器形成電性連接。

使用時，將控制箱安裝到橋梁或岸/船基的一邊，保持高清攝像頭處于水平狀態(tài)。當船只靠近延伸的浮標裝置時，檢測傳感器反饋信號，根據(jù)不同檢測傳感器反饋的信號實現(xiàn)對船只位置的定位;通過超聲波速度傳感器反饋船只的速度情況;通過高清攝像頭采集船只照片，并與標準照片進行比對，結(jié)合光電雷達采集的信息，反饋船只是否有撞擊橋梁或岸/船的危險，通過聲光報警器進行預(yù)警，通過VHF模塊和AIS模塊傳播船只信息。預(yù)警裝置示意圖如圖3所示。

2.2.8 移動終端。移動終端或APP或小程序是系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。船舶使用者可以通過移動終端，實時輸入船舶信息及方位，主動了解橋梁通航情況，以實現(xiàn)安全通航。若船舶在當前預(yù)警水域偏航或者超高，也可以通過AIS短報文或VHF兩種方式接收來自系統(tǒng)的告警信息。結(jié)合北環(huán)白坭河橋的案例，如果船員收到了移動終端的智能提示，發(fā)現(xiàn)船舶偏航或者無法控制，可以立刻在移動終端上聯(lián)系相關(guān)部門，相關(guān)部門第一時間收到求救或者緊急信息，及時調(diào)動系統(tǒng)信息定位船舶位置，從而進行救援;或者結(jié)合橋梁現(xiàn)場的設(shè)備及情況，告知船員有效的應(yīng)對方法，避免事故發(fā)生。

2.3 數(shù)據(jù)處理中心

設(shè)備的信息處理及數(shù)據(jù)存儲離不開計算服務(wù)器及數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，系統(tǒng)的運算能力取決于數(shù)據(jù)中心的整體綜合計算能力。數(shù)據(jù)處理中心是系統(tǒng)的核心。因此，為了提高系統(tǒng)的安全性、冗余性及可拓展性，數(shù)據(jù)處理中心采用雙處理中心——“云服務(wù)+本地服務(wù)中心”架構(gòu)，主數(shù)據(jù)處理中心設(shè)置在本地中心機房，副數(shù)據(jù)處理中心設(shè)置在云上。遇到突發(fā)情況，硬件設(shè)備做到主備中心無間斷切換，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上做到自動計算最優(yōu)路徑，加快系統(tǒng)計算能力，保障系統(tǒng)的正常運行。

系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心的用戶接口設(shè)計成B/S架構(gòu)。B/S架構(gòu)的全稱為Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。Browser指的是Web瀏覽器，極少數(shù)事務(wù)邏輯在前端實現(xiàn)，但主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn)。B/S架構(gòu)的系統(tǒng)無須特別安裝，只有Web瀏覽器即可。

B/S架構(gòu)的優(yōu)點：客戶端無須安裝，有Web瀏覽器即可。B/S架構(gòu)可以直接放在廣域網(wǎng)上，通過一定的權(quán)限控制實現(xiàn)多客戶訪問的目的，交互性較強。B/S架構(gòu)無須升級多個客戶端，升級服務(wù)器即可。可以隨時更新版本，而無須用戶重新下載更新。

2.4 橋區(qū)水域船舶管控主動預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)嵌人工智能

從微觀角度來看，每一個橋梁監(jiān)控信息點都是擁有獨立計算能力的橋梁電子防撞系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)警區(qū)域的實時情況，將本地橋梁及船舶情況反饋給橋梁監(jiān)管部門或者船舶駕駛員。從宏觀的角度，每一個橋梁水域監(jiān)控信息點可以理解成一個局部的“感知器”。這些“感知器”將接收到的信息傳達給數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心經(jīng)過長時間的智能學(xué)習(xí)、分析、演算后，形成范圍內(nèi)擁有人工智能預(yù)警能力的橋區(qū)水域船舶管控主動預(yù)警系統(tǒng)。

對于復(fù)雜的橋區(qū)水域通航環(huán)境，船舶多數(shù)會憑借經(jīng)驗通過橋梁水域。但是，船舶碰撞橋梁事故往往都是由于經(jīng)驗不足或經(jīng)驗太充分導(dǎo)致罔顧安全而導(dǎo)致的。橋區(qū)水域船舶管控主動預(yù)警系統(tǒng)可以從兩方面達到預(yù)警船舶避碰的功能：第一，通過AIS、VHF通信模塊，將橋梁的實時通航情況通過AIS短報文及VHF語音播報在規(guī)定的無線電頻道傳達給來往船舶;第二，船舶駕駛者可通過移動終端實時輸入自己船舶的信息及方位，主動了解橋梁通航情況，以實現(xiàn)安全通航。若船舶在當前預(yù)警水域偏航或者超高，也可以通過AIS、VHF接收到來自系統(tǒng)的告警信息。

系統(tǒng)后臺可記錄各橋梁的實時信息，包括實時凈空高度、船舶信息、實時水域監(jiān)控視頻、異常通告等。要為監(jiān)管部門提供可視化的操作后臺，方便監(jiān)管部門了解各地橋梁的情況。一旦收到某橋區(qū)的異常告警，監(jiān)管部門可通過軟件或者Web界面告知執(zhí)法部門異常情況，對異常情況進行緊急處理。對于橋梁管理方或者船舶駕駛者來說，事前預(yù)警，哪怕只是一個溫馨提示，都可以在事故發(fā)生前的關(guān)鍵時刻發(fā)揮關(guān)鍵作用，其價值往往不可限量。

3 系統(tǒng)設(shè)計實施場景

3.1 實施場景A

將外延裝置安裝在橋區(qū)水域兩岸，也可以安裝在橋區(qū)水域浮標系統(tǒng)中，該模塊的作用是擴大預(yù)警防撞的預(yù)警范圍。本文以外延浮標裝置為例進行說明。浮標裝置包括頂部設(shè)置的航標燈，航標燈連接有浮標體，且浮標體底部卡接有中空半球罩，浮標裝置之間通過無線網(wǎng)絡(luò)連接。

本裝置可更精準反饋水上和水下通航物體位置、型寬、水線以上高度等數(shù)據(jù)，測量水流流速、水位等情況，能有效管理水域，預(yù)防船只碰撞。

通過設(shè)置的浮標裝置，結(jié)合設(shè)置的各種檢測傳感器、聲吶式液位傳感器，可以更加精準地反饋船只位置及水位情況，精度更高，能更加有效地預(yù)防船只碰撞;結(jié)合設(shè)置的速度傳感器，方便檢測船只速度;結(jié)合設(shè)置的聲光報警器，方便即時預(yù)警，避免船只與橋梁或岸/船發(fā)生碰撞;結(jié)合設(shè)置的電機和葉輪，方便調(diào)整浮標的位置，操作簡單。

3.2 實施場景B

將各個浮標裝置設(shè)置在水下利用導(dǎo)線連接，將浮標裝置與控制箱實行有線電連接，這樣既可以實現(xiàn)無線信號的連接，又可以實現(xiàn)有線控制。其余裝置的連接方法、設(shè)置方法和功能原理與實施例1相同。

4 結(jié)語

本文設(shè)計的橋梁水域主動管控系統(tǒng)，能讓船舶駕駛員提前了解當?shù)貥蛄旱默F(xiàn)狀，使管理人員清楚當?shù)氐脴蛄杭八驅(qū)崟r情況，也可使執(zhí)法部門通過有效的視頻、音頻等證據(jù)，追究相應(yīng)人員的責(zé)任。同時，該系統(tǒng)實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+人工智能”，在一定程度上保障了水上航運及陸上橋梁交通的協(xié)同發(fā)展，對未來實現(xiàn)智慧交通具有一定的參考作用。

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