一种桥梁预警防撞方法、系统、计算机设备以及存储介质与流程

本发明涉及桥梁预警防撞的，尤其是涉及一种桥梁预警防撞方法、系统、计算机设备以及存储介质。

背景技术：

1、目前，随着基础设施建设的迅猛发展，桥梁作为重要的基础设施，保护桥梁的安全是十分重要的事情，因此，如何实现准确的桥梁预警防撞需要持续探讨。

2、相关技术中，桥梁预警防撞主要是通过ais（automatic identification system，船舶自动识别系统），测量船舶的航速和航向等参数，进而实现对船舶的监测，实现对桥梁的预警防撞效果。但ais并非实时监测，ais的报告频率有限，导致桥梁预警防撞的实时性降低，且在船舶数量较多时，ais的报告频率会受到影响并进一步降低，导致桥梁预警防撞的安全性进一步降低。

技术实现思路

1、为了提高桥梁预警防撞的安全性，本技术提供一种桥梁预警防撞方法、系统、计算机设备以及存储介质。

2、第一方面，本技术的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种桥梁预警防撞方法，所述桥梁预警防撞方法包括：

4、获取ais报告信息，根据所述ais报告信息，获取船舶位置信息并生成船舶轨迹；

5、根据所述船舶位置信息以及预设的水域划分监控范围，判断船舶所在的所述水域划分监控范围，获得船舶区域判断结果，所述水域划分监控范围包括超前监控范围、常规监控范围和近场监控范围；

6、根据所述船舶区域判断结果，获取对应的预警监测数据；

7、基于所述船舶轨迹和所述预警监测数据，进行桥梁预警防撞。

8、通过采用上述技术方案，ais主要是通过陆地基站和海上接收器来传输和接收船舶的位置和其他相关信息，因此，ais监测的范围广大，通过ais能够更加全面且更加提前获知船舶的相关信息，从而获取船舶更加精准的航行轨迹，以此进行更加准确的桥梁预警防撞；由于建设在水域上的桥梁覆盖的水域一般较大，因此，针对与桥梁距离不同的区域中的船舶，应采取不同的预警防撞方式，在与桥梁距离不同的区域的预警监测数据也不同，例如，距离桥梁较远位置的区域所安装的传感器或检测设备一般较少，对应的预警监测数据类型较少，因此一般仅包括ais报告等监测数据，而距离桥梁较近位置的区域安装更多的传感器或检测设备，例如激光雷达和水体监测传感器等，且距离桥梁的位置越近，应采取的预警准确性和实时性应越高，因此，基于水域划分监控范围进行分阶段的监测，提高桥梁预警防撞的安全性，且在距离桥梁较近的位置通过传感器或检测设备的实时监测，提高了桥梁预警防撞的实时性。

9、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水域划分监控范围通过以下方式进行划分：

10、获取ais报告频率，根据所述ais报告频率以及预设的水域通行管理信息，生成监测限制距离；

11、根据所述监测限制距离，以及预设的监控设备参数，划分超前监控范围、常规监控范围和近场监控范围。

12、通过采用上述技术方案，不同类型船舶的ais报告频率不同，因此，根据当前需要预警的水域实行的水域通行管理信息，判断当前水域能够通行的船舶类型，获取对应船舶类型的ais报告频率，并从水域通行管理信息中获取在当前水域船舶的限速，基于该在当前水域船舶的限速以及ais报告频率，判断在相邻的ais报告间隔区间船舶的最大航行距离，并根据监控设备参数表示的监控设备的监控范围，从桥梁位置开始，从近到远划分超前监控范围、常规监控范围和近场监控范围，以此在距离桥梁不同距离的区域对不同船舶进行监控监测，提高桥梁预警防撞的安全性。

13、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：对应所述超前监控范围的预警监测数据包括ais报告信息，对应所述常规监控范围的预警监测数据包括ais报告信息和船舶监测设备数据，对应所述近场监控范围的预警监测数据包括ais报告信息、船舶监测设备数据、桥梁监测数据和水利监测数据。

14、通过采用上述技术方案，超前监控范围覆盖的区域距离桥梁最远，因此，超前监控范围内的船舶监测设备较少或可能并无安装，为了减少不同数据的交叉影响，对应超前监控范围的预警监测数据只保留ais报告信息，常规监控范围在超前监控范围和近场监控范围之间，因此，在常规监控范围覆盖的区域内安装有部分船舶监测设备，常规监控范围覆盖的区域面积最大，在常规监控范围内的船舶数量相对较多，因此，对应常规监控范围的预警监测数据包括ais报告信息和船舶监测设备数据，以此提高船舶监控和预警防撞的实时性，而近场监控范围覆盖的区域距离桥梁最近，应对近场监控范围内的船舶实行更加全面的监控，因此，对应的预警监测数据最多，以此加强预警防撞的准确性和安全性。

15、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述船舶轨迹和所述预警监测数据，进行桥梁预警防撞，具体包括：

16、当船舶在所述超前监控范围时，基于所述船舶轨迹和所述预警监测数据，进行桥梁预警防撞；

17、当船舶在所述常规监控范围或所述近场监控范围时，基于所述预警监测数据和所述ais报告信息，实时更新所述船舶轨迹，基于更新的所述船舶轨迹，以及所述预警监测数据，进行桥梁预警防撞。

18、通过采用上述技术方案，当船舶在超前监控范围内时，船舶距离桥梁位置较远，但通过对应的预警监测数据包括ais报告信息，判断船的航行方向以及航行速度，能够判断船舶的航行状态是否异常，例如，船舶航行方向偏航明显以及船舶航行速度异常超速等，而当船舶在常规监控范围或近场监控范围时，此时船舶距离桥梁位置缩小，需要对船舶进行更加准确的分析，以此实现更加准确安全的桥梁预警防撞，且对应的预警监测数据包括了监控设备对船舶的监测数据，因此，通过预警监测数据更新船舶轨迹，从而进行更加准确安全的桥梁预警防撞。

19、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述船舶轨迹和所述预警监测数据，进行桥梁预警防撞，具体包括：

20、当船舶在所述超前监控范围时，基于所述预警监测数据获取超前船舶速度，将所述超前船舶速度与预设的超前速度阈值进行对比，若所述超前船舶速度大于预设的超前速度阈值，触发桥梁碰撞预警；

21、当船舶在所述常规监控范围或所述近场监控范围时，将所述船舶轨迹与预设的经验轨迹进行对比，当所述船舶轨迹与预设的经验轨迹的吻合度达到预设的第一轨迹吻合度阈值时，触发桥梁碰撞预警；

22、当所述船舶轨迹与预设的经验轨迹的吻合度达到预设的第二轨迹吻合度阈值时，将所述预警监测数据与预设的监测阈值进行对比，根据监测数据对比结果，进行桥梁预警防撞，所述第二轨迹吻合度阈值小于所述第一轨迹吻合度阈值。

23、通过采用上述技术方案，当船舶在超前监控范围时，船舶距离桥梁位置较远，此时即使判断的船舶轨迹异常，也不能直接定论该船舶具有撞击桥梁的风险，但若此时船舶的速度已经超过规定速度且超速严重，那么该船舶的制动距离显著增加，因此，通过在超前监控范围内判断船舶的速度，实现超前预警防撞，而当船舶在常规监控范围或近场监控范围时，此时船舶的轨迹能够体现出船舶的运动意向，因此，通过船舶轨迹进行初步分析，判断船舶的状态是否异常，再通过预警监测数据中相关数据对应的阈值，进一步判断船舶的状态如何，以此实现在常规监控范围和近场监控范围的桥梁预警防撞。

24、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：当船舶在所述近场监控范围时，所述预警监测数据包括近场船舶速度和船舶方向，所述监测阈值从大到小包括第一近场速度阈值、第二近场速度阈值和第三近场速度阈值，还包括第一近场角度范围和第二近场角度范围；

25、所述根据监测数据对比结果，进行桥梁预警防撞，具体包括：

26、若所述近场船舶速度大于第一近场速度阈值，则触发桥梁碰撞预警；

27、若所述船舶方向在第一近场角度范围内、所述近场船舶速度小于第一近场速度阈值且大于第二近场速度阈值，则触发桥梁碰撞预警；

28、若所述船舶方向在第二近场角度范围内、所述近场船舶速度小于第二近场速度阈值且大于第三近场速度阈值，则触发桥梁碰撞预警。

29、通过采用上述技术方案，当船舶在近场监控范围时，监测阈值从大到小包括第一近场速度阈值、第二近场速度阈值和第三近场速度阈值，因此当船舶在近场监控范围时需要实时监测船舶的速度，并与对应的速度阈值进行对比，另外，监测阈值还包括船舶方向，对应的阈值包括第一近场角度范围和第二近场角度范围，不同速度阈值对应的角度阈值不同，通过速度和方向的结合，实现在近场监控范围内的精准桥梁预警防撞。

30、第二方面，本技术的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

31、一种桥梁预警防撞系统，所述桥梁预警防撞系统包括：

32、报告分析模块，用于获取ais报告信息，根据所述ais报告信息，获取船舶位置信息并生成船舶轨迹；

33、区域判断模块，用于根据所述船舶位置信息以及预设的水域划分监控范围，判断船舶所在的所述水域划分监控范围，获得船舶区域判断结果；

34、数据获取模块，用于根据所述船舶区域判断结果，获取对应的预警监测数据；

35、预警模块，用于基于所述船舶轨迹和所述预警监测数据，进行桥梁预警防撞。

36、可选的，所述水域划分监控范围包括超前监控范围、常规监控范围和近场监控范围，所述桥梁预警防撞系统还包括：

37、距离限制模块，用于获取ais报告频率，根据所述ais报告频率以及预设的水域通行管理信息，生成监测限制距离；

38、范围划分模块，用于根据所述监测限制距离，以及预设的监控设备参数，划分超前监控范围、常规监控范围和近场监控范围。

39、第三方面，本技术的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

40、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述桥梁预警防撞方法的步骤。

41、第四方面，本技术的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

42、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述桥梁预警防撞方法的步骤。

43、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

44、1、ais主要是通过陆地基站和海上接收器来传输和接收船舶的位置和其他相关信息，因此，ais监测的范围广大，通过ais能够更加全面且更加提前获知船舶的相关信息，从而获取船舶更加精准的航行轨迹，以此进行更加准确的桥梁预警防撞；由于建设在水域上的桥梁覆盖的水域一般较大，因此，针对与桥梁距离不同的区域中的船舶，应采取不同的预警防撞方式，在与桥梁距离不同的区域的预警监测数据也不同，例如，距离桥梁较远位置的区域所安装的传感器或检测设备一般较少，对应的预警监测数据类型较少，因此一般仅包括ais报告等监测数据，而距离桥梁较近位置的区域安装更多的传感器或检测设备，例如激光雷达和水体监测传感器等，且距离桥梁的位置越近，应采取的预警准确性和实时性应越高，因此，基于水域划分监控范围进行分阶段的监测，提高桥梁预警防撞的安全性，且在距离桥梁较近的位置通过传感器或检测设备的实时监测，提高了桥梁预警防撞的实时性；

45、2、不同类型船舶的ais报告频率不同，因此，根据当前需要预警的水域实行的水域通行管理信息，判断当前水域能够通行的船舶类型，获取对应船舶类型的ais报告频率，并从水域通行管理信息中获取在当前水域船舶的限速，基于该在当前水域船舶的限速以及ais报告频率，判断在相邻的ais报告间隔区间船舶的最大航行距离，并根据监控设备参数表示的监控设备的监控范围，从桥梁位置开始，从近到远划分超前监控范围、常规监控范围和近场监控范围，以此在距离桥梁不同距离的区域对不同船舶进行监控监测，提高桥梁预警防撞的安全性；

46、3、超前监控范围覆盖的区域距离桥梁最远，因此，超前监控范围内的船舶监测设备较少或可能并无安装，为了减少不同数据的交叉影响，对应超前监控范围的预警监测数据只保留ais报告信息，常规监控范围在超前监控范围和近场监控范围之间，因此，在常规监控范围覆盖的区域内安装有部分船舶监测设备，常规监控范围覆盖的区域面积最大，在常规监控范围内的船舶数量相对较多，因此，对应常规监控范围的预警监测数据包括ais报告信息和船舶监测设备数据，以此提高船舶监控和预警防撞的实时性，而近场监控范围覆盖的区域距离桥梁最近，应对近场监控范围内的船舶实行更加全面的监控，因此，对应的预警监测数据最多，以此加强预警防撞的准确性和安全性。