[發(fā)明專利]一種快速測量船舶高度的裝置、船舶超高預(yù)警系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113465521A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁志濤;劉克中;辛旭日;吳曉烈;曾旭明;李春伸;陳默子;鄭凱;楊星
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;B63B39/12;G08G3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發(fā)明公開一種快速測量船舶高度的裝置、船舶超高預(yù)警系統(tǒng)及方法。快速測量船舶高度的裝置通過激光對射獲取通航船舶的最高點距離地平面的高度差，然后結(jié)合測量區(qū)域的水位信息、船舶實時吃水計算得到船舶高度。船舶超高預(yù)警系統(tǒng)基于快速測量船舶高度裝置獲取船舶的高度信息，結(jié)合AIS基站單元獲取船舶的AIS信息，并將獲取的船舶高度和AIS信息在船舶超高預(yù)警平臺上進行融合，然后由船舶超高預(yù)警平臺基于融合后的AIS信息進行船舶超高預(yù)警判斷。本發(fā)明還公開一種方法，當船舶存在超高風險時，由船舶超高預(yù)警平臺自主判斷船舶是否超高，并主動發(fā)出超高預(yù)警信息給對應(yīng)船舶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶航行安全及電子信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及船舶航經(jīng)不同限高水域時的超高主動預(yù)警方法，具體為一種快速測量船舶高度的裝置、船舶超高預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

跨水橋梁作為連接兩岸的重要樞紐，對交通運輸業(yè)的發(fā)展起著重要作用。近年來，跨水橋梁特別是內(nèi)河橋梁數(shù)量顯著增加，僅長江干線已建通航橋梁就達115座，跨水架空線的數(shù)量也在不斷增加。與此同時，橋梁/架空線對船舶通航帶來了諸多約束，由于部分早期建設(shè)的橋梁/架空線通航凈空尺度較小等原因，在船舶大型化的發(fā)展趨勢下，由于船舶超高觸碰橋梁/架空線的險情事故時有發(fā)生。經(jīng)分析，其主要原因是船舶駕駛員對橋梁/架空線的通航凈空高度尺度估計不足、瞞報船舶實際吃水或船舶高度、私自改造船舶上部結(jié)構(gòu)（加高桅桿、信號桿等）等。

根據(jù)《內(nèi)河通航標準》和《海輪航道通航標準》，通航凈空高度為跨越航道建筑物、構(gòu)筑物的通航孔通航范圍內(nèi)從滿足通航要求的建筑物最低點至設(shè)計最高通航水位間的垂直距離。若要保證船舶通航安全，船舶水線以上至最高固定點高度必須要小于橋梁/架空線的通航凈空高度。船舶通過限高水域前，海事監(jiān)管部門掌握船舶水線以上高度尤為重要。

通常，受水位調(diào)控、汛期、潮汐等因素影響，航道實際水位會有一定的變化，船舶不同裝載狀態(tài)下的吃水也會影響到船舶水線以上高度，加之部分區(qū)域橋梁/架空線眾多、尺度不一、水流復(fù)雜等原因，船舶在橋區(qū)/架空線區(qū)通航風險越發(fā)突顯。如何準確掌握不同裝載狀態(tài)下船舶水線以上高度，快速篩選超高船舶并能自動跟蹤，是監(jiān)管部門關(guān)注的重點。

通航水域橋梁主要借助安裝橋梁助航標志、警示牌等為船舶提醒、助航，也有的在橋區(qū)水域設(shè)置橡膠、浮球等實體防撞裝置進行被動式防撞。由于被動式防撞裝置一般設(shè)置于橋梁以外一定距離或者重點保護某個橋墩，船舶與橋梁頂部、橋墩發(fā)生觸碰或即將發(fā)生碰撞時，被動式防撞裝置難以起到有效防護。還有研究利用紅外和可見光成像探測、超聲波和紅外線復(fù)合探測、視頻處理技術(shù)、AIS 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及軌跡預(yù)測等方法自動檢測運動船舶目標的主動防船撞系統(tǒng)，該類系統(tǒng)主要通過提取船舶靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)，進行碰撞風險預(yù)測，并給出船舶避碰操縱建議。該類主動防撞報警系統(tǒng)主要用于某一特定橋梁，且由于可見光、紅外等作用距離較短，預(yù)警區(qū)域主要限于橋梁附近，但對于近距離的船舶，限于允許駕駛員操作反應(yīng)的時間短，難以達到預(yù)期防撞成效。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，公開號CN110031857A的中國專利于2019年7月19日公開了一種船舶超高預(yù)警系統(tǒng)，通過遠距離激光對射傳感器檢測航道上航行的超高船只，該激光對射傳感器只能檢測到通航船舶是否超過預(yù)設(shè)高度，但不能檢測得到通航船舶自身實際的高度。