激光对射在船舶超高预警系统中的应用

目前，在船只撞击桥墩立柱可采取桥涵标志来引导船只正确地从桥孔中间通行，有效防止船舶与桥墩立柱的碰撞事故，而在桥梁针对船舶的超高撞击方面国内目前没有相关的技术手段能够进行有效的安全防范。绝大多数通航的桥梁处于无人看守状态，一旦发生超高船舶撞击铁路桥或重要通行桥梁事件，管理部门往往在较长事件内都无法获知，事后应急处理更是无从谈起。因此有必要对一些撞击事件较多的航道桥梁，采用主动式的超高实时检测和预警，辅以（LED）安全警告标志、网络监控的方式抑制超高船舶通行，并以抓拍取证方式监控违法船舶，最大限度减少超高船舶的撞桥机率，大幅降低桥梁维护费用，从而更好地保护铁路桥或重要通行桥梁行车及人民生命财产的安全。

1、船舶超高系统建设的必要性及应用案例

对进入警戒区域的船舶进行实时超高检测和报警，促使超高船舶采取相应措施，解决超高船舶撞击铁路桥的问题;对不听劝告继续前行的超高船舶进行违法取证;远程视频网络监控、网络报警替代人工看管，从而提高监管质量与效率，符合目前信息化管理要求。

2、以下是维安达斯激光对射船舶超高预警系统的项目应用案例

5年被撞6次的川槎大桥，终于有望摆脱“伤痕累累”的命运。川槎大桥配备的激光预警系统、监控系统和限高架的防撞工程顺利通过验收。这是国内首创的防撞工程。

川槎大桥有了“守护者”

川槎大桥位于广深高速麻涌和中堂水域相交的高速通航桥，近年来被往来的船只“伤得不轻”。据不完全统计，从2013年起，就发生过6次较为严重的碰撞事故，最近一次发生在去年，肇事者是广州来的一艘工程船，因为视线不佳，在雨中直接撞上桥底。

其后，川槎大桥周边河段进行了封航维修作业。广深高速管理方表示，投入8000多万元人民币，对发生碰撞桥梁次数较多的川槎大桥、中堂水道桥及新洲河桥等通航桥采取防护措施——建设以“激光防撞预警系统、监控预警系统和水上限高架”为主的防撞工程。

2个月发出700余警告

短短两个多月，这位“守护者”表现出色：桥梁激光防撞预警系统对欲通过大桥的超高船舶共发出705次警告；监控预警系统实时监控通航桥梁通行状况共发出25次警告；成功劝返超高船舶103船次，未出现船撞桥的事故。

由广东省交通运输厅、东莞海事局、东莞航道局等13家政府部门及单位企业组成的验收团队，经过广深高速现场勘察和会议验收，一致认为川槎大桥防撞工程达到预期效果，工程质量评定等级为合格，同意工程通过验收。

通航桥三道“铁闸”

第一道：激光限高防撞预警系统。利用激光检测离桥梁300米以外的船只，提前进行超高检测，对确认超高的船只进行声光/语音报警及文字和灯光告警。

第二道：水上限高架。在上下游距离桥梁边缘约14至32米处设置防撞水上限高架，防止超高船只通过。

第三道：监控告警系统。在桥梁边沿安装检测和监控设备，实时监控通航桥梁通行状况，当超高船只刮碰桥梁时及时告警。

3、系统组成及工作流程

系统主要由船舶超高探测器、桥涵（桥柱）标志灯、LED警告屏、探照灯、无线信号收发控制装置、超高抓拍摄像头、语音报警、太阳能供电设备、视频监控、网路监控管理等子系统组成，改系统可实现对超高船舶进行超高检测、声光报警、LED警告提示、抓拍取证、远程实时监控、数据传输等功能，并能够将超高船舶的信息及现场画面通过网络传输到工务段管理中心，并根据管理中心指令，随时拍摄监控现场。

3.1 系统布置原则

第一道预警主要用于提前警示和劝阻超高船舶，安装位置：船舶从第一道预警到第二道预警保证有足够的时间采取相应措施而不碰到第二道预警，具体根据各个桥梁而定（河道的通航等级、河道是否有弯道、水流速度、顺流还是逆流等）。

第二道预警主要用于对不听从第一道预警警告继续闯行的超高船舶进行违法取证。安装位置：一般桥梁50M米以内，保证电子警察能拍到轮船的船号信息，便于日后索赔取证。

安装高度：考虑轮船随风浪的起伏，一般比桥梁净高低50mm～100mm。

3. 2 系统布置简介

第一道超高检测预警装置，超高检测点（激光对射）设置距离桥梁300m以外的地方。

在桥身及测高点各设置声光报警器或语音喊话装置，当超高测高点被超高船舶触发后立即自动启动报警，并有延时播放时间。

距离桥梁50米处左右设置抓拍取证点，一旦有超高船舶进入安全警戒区域，立即自动通过短信报警通知值班人员及管理有关人员。

LED禁止标志 在桥身两端的正中央位置设置一块LED显示屏，该显示屏屏在超高船舶触发超高检测后，立即显示 “超高危险，禁止通行”字样。

在上下游距离该桥80米的地方各设置一个探照灯，主要用于夜间有超高船舶闯入时能帮助其看清桥梁的大致高度，使其能提前做出反应：该探照灯白天不亮，光线不亮及晚上由超高检测点触发点亮，延时2分钟自动复位关闭。

抓拍取证，在距离桥梁约50m的位置设置违法抢越抓怕取证设备，如超高船舶不听预警仍然强行冲撞桥梁则抓拍设备能清晰记录船牌号码，便于索赔取证：抓拍的图片通过网络及时传输到工务段的监控电脑端。

网络视频监控，现场设置视频监控记录系统，除了能记录现场日常情况外，还能通过宽带网络远程监控，从视频回放中了解到桥梁是否被冲撞过及损坏情况，也能了解设备是否工作正常。

桥涵标，通航孔上下游迎面桥梁正中间各设置1盏桥涵标，桥牌型式日间为正方形红色牌，夜间为灯质红色定光灯，两侧桥柱各装3盏绿色定光灯。

3. 3 系统工作过程

（1）超高船舶闯入预警区域时，将触发距本铁路桥300m处的第一道超高检测仪。

系统的反应如下：

立即触发声光或者语音报警器立即循环播报 “船舶超高，严禁通行”，晚上自动启动探照灯射向桥梁，桥梁上安装的LED显示屏上看到设置在桥边醒目 “超高船舶，禁止通行” 警告显示，如果是晚上，还能看到醒目的桥涵（桥柱）标志灯。

（2）若超高船舶仍不听劝告继续前进，距离桥梁约50m位置设置违法抢越抓怕取证设备，系统反应如下：

触发超高电子监察抓拍系统对超高船舶抓拍3张照片，可以辨认船牌号码及拍摄的具体时间，抓拍照片并通过网络传送到指定的监控管理中心

报警信息立即通过GPRS网络向指定用户发送船舶闯入信息。

中心端及其他终端可通过网络立即能看到现场情况，以便作出相应的应急处理。

如船舶强行穿过桥梁，则另一侧的数码抓拍设备再对其进行抓拍取证。

3. 4 监控中心端

监控中心系统简介

用互联网IP就能接收到现场路由器送来的视频及照片信号，为提高系统可靠性在托管房建立双网服务器，终端网络采用能上网的宽带网络，监控中心负责接收通过现场网络传输过来的视频及照片信息，监控中心主要由照片接收软件等组成，可完成对现场图片的接收、显示、存储、回放、备份、打印等。

4、系统功能

实时的现场检测：激光超高检测器能对进入预警区域的超高船只进行24小时实时检测并及时报警，同时能智能识别方向，对接近桥梁的超高船舶能触发报警，而对驶离桥梁的船舶不触发系统报警：

网络监控：一旦发现有超高船舶通行，视频监控系统能从存储在现场录像机硬盘中的视频文档中，通过回放视频以了解违法船舶通行所造成的后果，便于事故处理，以及进行后续清障和修复工作

网络报警：超高船舶闯入即向指定服务器端报警，工务段监控中心打开终端监控软件平台，即可接收到报警信息，同时向相关人员发送报警短信，便于实时掌握该桥梁是否有超高通行的船舶，为快速高效地启动后续事故处理程序提供了基础保证。

系统的取证采用网络高清设备摄像头，无论是白天还是黑夜，对违章通行的超高船舶的外观及船号均能清晰抓拍取证，如果船舶强行通行桥梁，则系统可以在上下游各自动抓拍一次，加大取证效果，抓拍到的超高船舶的照片除了存储在现场端的设备外，还立即向指定的服务器传输，便于统一的监控管理。

太阳能供电：系统的超高检测、无线传输、语音预警、LED禁令显示、GSM通信单元的功耗较低，所以采用了太阳能供电，由此解决了系统在接电或布线困难区段的系统供电问题。

维安达斯激光对射船舶超高预警系统的应用攻克了船舶超高检测、防撞预警、违法取证等方面的技术难题，成功地解决了航道桥监管的问题，有效地防止了铁路桥梁撞击事故的发生，大大减少了桥梁防护设施的维护费用，保障了桥梁行车安全和人民生命财产的安全。

随着我国经济的快速发展，航道运输日益繁忙，航道等级不断提高，船舶密度、装载高度也相应增高，现有的很多桥梁已经达不到现有的通航条件，经常会发生撞桥事故，当超高船只违法冲撞桥梁后可能发生的后果是桥梁位移及桥梁寿命的缩短，而桥梁位移极易发生（铁路线路变形），严重影响铁路运营安全，本系统能及时提醒超高船舶采取必要措施，降低撞桥几率，同时对肇事者船只进行抓拍为责任划分提供了有力的证据，是目前现有阶段船舶超高预警方案的选择应用。

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