激光雷达桥梁防撞预警系统方案.pdf

1、佛山喜讯电子科技有限公司1激光雷达桥梁防撞智能预警系统激光雷达桥梁防撞智能预警系统初步方案设计佛山喜讯电子科技有限公司黄波 13316955519佛山喜讯电子科技有限公司21 1系统总体设计系统总体设计1.11.1 系统原理系统原理1、桥梁跨越江面部分主要由桥墩及桥面组成，航道上航行的船舶对桥梁的安全风险因素主要有两个：1)碰撞桥墩；（对应措施：防止船舶偏航）2)碰撞桥梁。（对应措施：防止船舶超高）防碰撞预警基本原理主要根据以上情况，通过图像检测、雷达等技术手段，对桥梁下过往船舶进行防偏航和防超高的监测，从而提前预警及应对。2、系统主要是利用激光雷达、AIS、图像识别 AI 处理等技术对过往船

2、舶的高度和航迹进行监控，通过对船舶形态分析、三维重构、吨位计算数据处理后，可向现场系统服务器或者监管中心相关人员报送观测数据。如发生违章超高及偏航事件，通过声、光等技术发出报警信号，同时通过无线电台、AIS 信息警告违章船舶，并且自动拍摄录像取证，对过往船舶进行安全提示和预警，以对大桥结构安全进行保护，对提高桥梁和航道的管理水平有积极意义。基于大数据系统改进或新建航道监控系统，当重点船舶在监控点出现时，超级航道监控系统能显示船舶的各种数据以及预警信息，监控系统能让多部门参与进来监管航道以及桥梁安全通过大数据系统分析过往辖区船舶的型号大小、航行轨迹规律、季节出行规律结合历史水文数据，可以给航道建

3、设管理、桥梁安全分析、辖区新桥的规划设计提供历史参考数据。佛山喜讯电子科技有限公司31.21.2 系统架构系统架构系统架构图桥梁防碰撞预警系统由主控制器，网络单元、超高检测单元、偏航检测单元、警示信息单元、视频监控及取证单元，水文气象监测单元等系统单元及对应的系统软件构成。采用的架构模式是现场系统-云服务器-用户（监管人员），即 B/S 模式。把现场控制系统采集的数据，通过光纤或 4G 信号上传到云服务器储存、查询、备份等进行数据处理，提供用户账号，方便用户可以在任何地点通过浏览器访问现场防撞预警系统的数据，观测现场的船舶运行状态、桥梁地图信息、设备在线状态等参数信息。通常情况下，现场控制系统

4、的数据存储工作由现场的服务器承担，云平台承担数据的备份。因为，当云平台或网络故障时，现场的控制系统能独立控制现场设备工作并储存数据，网络故障解除，能自动与云平台同步。现场控制系统故障，云平台能检测到故障信息并通知相关部门进行处理。云平台及现场服务器组成双备份控制系统，无论云平台系统、还是现场服务器任何一个损坏，都不会影响系统的正常使用及数据安全。1.31.3 系统组成系统组成大桥船舶防撞预警系统分为前端、传输、管理中心三部分，前端主要有偏航防撞预佛山喜讯电子科技有限公司4警系统、视频监控及拍照取证、声光警示等；传输部分有光纤或 4G 信号、中心系统包括云平台管理、后台管理人员控制等。1.3.1

5、1.3.1前端前端偏航防撞预警系统，由主要由激光雷达结合摄像机图像 AI 处理对江面进行实时监控，激光雷达呈现的是船舶的三维形态立体成像，在雷达软件绘制偏航区域，对进入预警区域的船只进行实时后台报警并可通过可见光查看报警联动的视频信息，对进入二级或者一级报警区域的船只可联动报警设备及高音喇叭喊话，提醒船只进入规定航道。1.3.21.3.2传输传输系统通过建设专用传输网络或者 4G 信号，保障视频、报警信息传递的实时性和可靠性。后台中心可以通过大屏系统或者客户端软件，实时了解并处理外场入侵报警信息；1.3.31.3.3中心中心中心系统包括桥梁防撞预警管理平台及云存储系统，实现“报警视频监控”智能

6、联动。1.41.4 系统特点系统特点1)船舶向主航道行驶进入 1000 米范围内，船整体未在主航道内，触发报警装置；实时监控大桥通行船只的动态位移，保证船舶正常通航的同时保证不与桥墩发生碰撞。2)激光雷达能够侦测船只运行轨迹，当有偏离航道船只行驶向桥梁 500 米内，系统自动发出声光预警警告信号和屏幕提醒，系统管理平台会自动弹出警告信息，短信发送相关管理人员。3)系统适应各种天气条件，全天候无障碍、无间断动态监控；4)满足 24 小时不间断监控，监控具有回放功能，录像存储一个月，系统能够自动抓拍预警图片5)具有船舶模式自学习功能，对航道内的船舶可进行自动归类，并能预测出船的运动轨迹和行进速度。

7、6)发生预警时间后不仅能够采用声音和视频弹出窗口的方式及时通知监控人员，也能够采用声、光、通讯等方式与船舶进行沟通、报警、导航。声、光、通讯系统可以根据预警的级别不同采取默认设置默认启动，引导船舶从桥洞内通过。佛山喜讯电子科技有限公司52 2建设方案建设方案2.12.1 前端设施建设前端设施建设2.1.12.1.1系统需求系统需求桥梁周界安全防卫范围大，场景复杂，要求全隔离，安全等级高。它担负着桥梁保护的安全防范任务，是桥梁养护的重要前期保障投资，对即将破坏桥梁的行为及时发出报警和警告以达到及时处置和防范的目的，确保船只通航安全经过。2.1.22.1.2前端设备架构前端设备架构部署偏航防撞预警

8、系统和超高防撞预警系统(激光雷达监测)对上下游各航道进行监测，采用球型摄像机、电子围栏和激光雷达三维立体成像识别偏航超高技术监测，部署声光报警装置、水位检测装置等，并于现场架设服务器。供电要求：市电系统设备架构图佛山喜讯电子科技有限公司62.1.32.1.3前端设备部署前端设备部署2.1.3.12.1.3.1 桥梁防碰撞智能预警控制主机桥梁防碰撞智能预警控制主机在桥梁上现场架设服务器与激光雷达、船用电笛、高亮 LED 爆闪灯等设备相连，实现对船舶偏航的预警。1、报警联动报警弹图片。报警时，弹出智能设备的报警上传图片。语音报警。报警时，通过语音引擎播报报警信息。信息播报内容，可设置。声音报警,报

9、警时，通过客户端软件播放 PC 机上的声音文件。可通过智能设备的开关信号量联动现场设备报警，如现场声光报警等。2、追踪规则制定用户可以根据区域情况，划分不同威胁等级进行预警和报警。比如常见的我们可以划分为威胁报警、威胁预警、友好不报警、一直追踪等功能。而在追踪时，又可以根据目标的大小、速度、运动方位等规则限定追踪的参数。3、安装位置图大桥现场服务器安装位置图佛山喜讯电子科技有限公司72.1.3.22.1.3.2 雷达偏航监测单元雷达偏航监测单元船舶偏航检测现阶段技术手段：AIS 船舶位置识别、可见光图像识别。AIS 船舶位置识别可识别船舶经纬度、船速、船向等信息，具有检测距离远，不受天气影响等

10、优点，但 AIS 信息延时较高，且需船舶开启 AIS 设备时才能检测到相关信息；可见光图像识别对夜晚，雨雾天气影响较大，识别度差。与现有的技术手段对比，激光雷达呈现的是立体感，而可见光、热成像等所呈现的是平面。在精度方面，由于激光传感器的指向性好，分辨率高，可以获得毫米及的船舶三维数据，不受昼夜，光照、气候等观测环境因素的影响，可实现 7*24 小时全自动无间断连续观测。基于桥梁安全防撞系统偏航检测手段，提供一种精确性高、实时性强、稳定性高，不易受外部环境干扰的检测方法。偏航检测在桥梁安全系统中起着最主要的核心作用，船舶偏航检测现阶段技术手段采用 AIS 船舶位置识别、可见光图像识别等，但现阶

11、段手段都具有一定的局限性，急需一种更可靠、更稳定的手段。技术手段对比图佛山喜讯电子科技有限公司8激光雷达立体效果呈现图激光雷达是向目标发射激光束信号，接收器根据接收到的反射信号与发射信号进行比较进行一定的运算处理后得到目标物体的相关信息，比如目标距离，目标方向、目标高度、目标速度等。激光本身具有非常精确的测距能力，测距距离精度可达到几厘米，激光雷达工作原理与船用雷达原理非常接近，它是以激光束作为信号源，发射到船体上，引起散射，一部分光波会反射回激光雷达接收器，激光雷达不断发送脉冲激光进行扫描目标船体，就可以得到船舶上船体的点云数据，由此数据就可以得到精确的三维立体图像，基于激光雷达的原理和其特

12、性，现激光雷达技术已经广泛用在军事、农业、气象、医疗、水土检测、自动驾驶等领域，作为应用场景较为单一的河道内检测船舶的可行性非常高的。该传感器的点云密度可轻松超过 128 线激光雷达。面对反射率低至 10%的物体，探测距离仍可达 320 米，可探测量程极限 1000 米，角度精度达 0.03，光束发散角低至 0.12（垂直）x 0.02（水平），在工作时可射出多线激光同时进行高速非重复扫描，每秒可将多达 240,000 点的点云数据分布在约 15 度 FOV 里，仅需 100 ms 视场覆盖率即可达到 99.8%，点云密度超过市面上主流 128 线机械式激光雷达，传统的机械激光雷达需要旋转电子

13、元件让其扫描范围实现 360 度覆盖。激光雷达的独特设计不使用此类移动部件，只使用旋转棱镜，与传统的机械激光雷达相比，此种设计使其激光雷达能够工作得更久、更可靠。下图为激光雷达扫描图以及覆盖率曲线图。佛山喜讯电子科技有限公司9扫描图及覆盖率曲线图安装安装：#特大桥位于水上的桥墩较多，有造成船舶撞击桥墩的风险。因为该桥是单通航孔通航，则需要在两个主桥墩的上下游方向分别布设 2 台雷达偏航超高检测仪，雷达安装的高度距离承台约 8 米。安装示意图如下:雷达安装示意立面图佛山喜讯电子科技有限公司10雷达安装示意平面图以上，可通过设置雷达的角度来监测预警区域，对过往船只进行偏航检测，实现偏航预警功能。桥

14、梁防碰撞预警系统具有强大的数据处理能力、可对船舶的形态分析、三维重构、吨位计算、多源数据的融合输出船舶流量、航行状态的最终结果，报送给相关管理部门。激光雷达在于提供一种新的船舶超高与偏航检测手段，即可实现超高检测，同时有能实现偏航预警，实时性高，误判率低，检测精度高。激光雷达工作原理：采用非重复扫描多线激光扫描方式，扫描线中心密度高，安装于通航等高面有利于高精度检测船舶高度，多线非重复扫描精度高，点云密，但是视场狭小，将其安装于一数控往复旋转云台，通过获取激光雷达 IMU 数据，实时计算当前获取点云数据的角度通过姿态融合实现 0-360 度的大视场。激光通过网络与上位机进行通讯，获取到的点云数

15、据通过姿态融合与聚类后实现大视场下所有行驶船舶的全程实时检测，获取到船舶的三维立体数据实现偏航和超高的检测，数控云台采用步进马达或者DD 电机，往复角度、速度、加速度均可通过上位机进行设定。佛山喜讯电子科技有限公司11激光雷达船舶航行状态图激光雷达结构特征图详细说明：详细说明：本实用新型结构包括 A 电滑环，防止雷达旋转造成线路不良问题，雷达通讯线路通过 B 导线结构，连接到底下的控制箱 E，C 为雷达外壳保护箱，D 为系统电源与控制线路佛山喜讯电子科技有限公司12接头，接头为 IP68 防水接头,F 为激光雷达器与 IMU 控制器，控制箱内有 G 减速机与步进电机或者为 DD 马达，H 为原

16、点开关，I 为电机控制与驱动器，J 为整个系统控制电源，K 为散热风扇。整个系统为 IP65 防尘等级设计，放置下雨水雾溅入机箱造成系统故障。系统上电后自动回原点，启动运行后可根据软件设置的两个位置之间进行旋转扫描，实施采集激光点云数据，读取当前旋转角度等信息。结构分析：结构分析：激光雷达在结构上增加了旋转电机，旋转电机为步进电机加精密行星减速机结构设计，旋转速度可调，旋转加速度可调，整体运行速度平稳，稳定性高，步进电机可长时间在 80 度温度环境下工作，最高温度可达 130 度，完全可以胜任室外高温暴晒环境稳定工作，旋转机构安装有原点感应，系统上电自动寻找零点，寻零点精度高，系统可实时读取当

17、前实时旋转位置，且雷达内安装有高速 IMU 传感器，可实时测量雷达惯性运动姿态。系统所有接口采用网络连接，连接速度快，稳定性高，抗干扰能力强，同时为了提高系统运行安全与增强稳定性，控制箱内安装有网络重启模块，通过软件看门狗方式，系统定时给模块喂狗，保证系统正常运行，系统异常时迅速自动恢复初始状态。激光雷达点云实时读取与显示激光雷达点云实时读取与显示点云数据读取通过 udp 传输方式，采用多线程采集，每次发送 100 个点晕数据，每组点云数据都带有时间戳标签，用于接收数据结构组合，采用 opengl 技术显示点云数据，openGL 是目前流行的三维图形标准，提供了一种图形与硬件的接口。他包含了

18、120 多个图形函数，可以对三维点云数据做旋转、平移、缩放以及点云数据的删除与更新显示。佛山喜讯电子科技有限公司13偏航区域绘制图2.1.3.32.1.3.3 声光报警控制单元声光报警控制单元系统设置该单元的作用在于在有违章船舶在河道上行驶，即船舶偏离航道的情况下；系统除了通过高频 VHF 语音告示违章船舶和短信通知外，还可以通过声光报警的形式警示违章船舶，即船用电笛、高亮 LED 爆闪灯等。根据上文所描述的各监测方式，需要通过声、光的方式警告违章船舶。该单元主要有声光报警控制器、高亮度 LED 爆闪灯、船用电笛及其他配件组成。而对于广珠西线珠江特大桥而言，该单元设备的安装位置是在通航孔边缘上

19、方的桥面处安装并通过光纤或佛山喜讯电子科技有限公司14网线与其他单元进行信息的交流。提醒进入桥区的船舶注意防碰撞，开启对准航道按照船舶驾驶规定的避碰灯号警示偏航的船舶，开启船用电笛按照船舶驾驶规定的避碰声号警示偏航的船舶。爆闪灯夜晚效果图声光报警控制单元图佛山喜讯电子科技有限公司15技术参数：技术参数：声光报警控制器技术参数：控制反应时间1S；QL18-01 协议；网络接口：RJ45 网口，自适应 10M/100M 网络；电源：AC220V；功耗：10W（控制器自身）；工作温度：-10-65，工作湿度：10-90；防水等级：IP66；声光报警控制器外观图高亮 LED 爆闪灯技术参数：电压：12

20、V功率：90W颜色：白光船用电笛技术参数：工作电压：AC24V；频率：400Hz-700Hz，直流；声压级：130dB船用电笛外观图佛山喜讯电子科技有限公司162.1.3.42.1.3.4 视频监控系统视频监控系统视频单元主要由上下游桥区监控摄像机、上下游通航监控摄像机、通航孔桥墩摄像机、VHF 接收器、硬盘录像机以及网络线路组成，可 724 小时全天候监视桥梁附近航道的交通状况，实时发现危及桥梁安全的航道违法违规行为，也可以接受主控装置的控制，对监控内容进行抓拍录像。桥区一旦发生船舶碰撞事故，视频监控数据可以作为一个重要的取证资料。博深高速东江特大桥需要布设 4 台桥墩监控摄像机，2 台航道

21、监控摄像机即可，桥墩监控摄像机的作用是当有船舶发生偏航，摄像机可通过系统设定的预置点近距离监看桥墩是是否有船舶靠近，航道监控摄像机监控偏航的船舶实时的航行状态。1 1、系统连接图、系统连接图视频监控单元原理图2 2、摄像机布置图、摄像机布置图佛山喜讯电子科技有限公司17单通航孔摄像机布置图3 3、视角以及事件取证设计、视角以及事件取证设计1）桥区监控摄像机桥区监控摄像机设上下游桥区监控摄像机，桥区监控摄像机主要监控整个桥区的通航情况，定时扫描监控桥区航道的通航情况。桥区监控摄像机选取低照度级球机。桥区监控摄像机监控范围事件：自动巡航或手动监控。2）通航监控摄像机通航监控球机主要用于对航道经过桥

22、梁的船舶进行监控，通航监控球机选取低照度级球机。佛山喜讯电子科技有限公司18通航监控摄像机监控视角及范围守候：指向守候预置点监控事件：指向事件预置点进行抓拍3）桥墩监控球机通航孔桥墩是全桥最危险区域，每一个通航孔桥墩设置一个摄像机全天候对桥墩区域进行监视，一旦发现碰撞，马上发布报警信息。偏航检测示意图事件：指向事件预置点进行抓拍。2.22.2 供电及网络传输设施建设供电及网络传输设施建设电力及信号传输部分，项目接电位置位于暂定于箱梁内。本项目的网络传输构建前端监控点的局域网络传输将采用RJ45网线+光纤传输佛山喜讯电子科技有限公司19模式，将前端采集点的视频信号直接传输前端设备箱内的网络硬盘录

23、像机内储存。本项目前端网络硬盘录像机内储存数据将通过视频监控光纤专网直接传输至服务器。2.32.3 管理平台建设管理平台建设2.3.12.3.1系统架构模式及原理图系统架构模式及原理图系统架构采用现场服务器-云服务器-用户模式，即 B(浏览器)/S(服务器)模式，也是当前监控系统主流的方式，现场服务器分布在各个监控点，通过光纤或 4G 信号与云服务器传输信息备份数据，现场服务器采用高档工业控制计算机主机或专用服务器，云服务器根据需要可以架设在管理部门或桥梁业主单位或电信机房，使用者可以在任何地方通过浏览器访问现场服务器数据，并可以对现场设备实施控制，一般情况下，现场服务器承担现场监控系统的设备

24、控制及数据存储工作，云服务器承担数据备份工作，当云服务器或网络系统故障时，现场服务器应该能独立控制现场设备工作并储存数据，网络故障解除，现场服务器的数据应该能自动与云服务器同步。现场服务器一旦发生故障，云服务应该能检测到故障信息并通知相关部门进行处理，原理图如图。现场监控系统模式示意图2.3.22.3.2双备份控制系统的优点双备份控制系统的优点云服务器及现场服务器组成双备份控制系统，无论云服务器、还是现场服务器任何一个损坏，都不会影响系统的正常使用及数据安全。佛山喜讯电子科技有限公司202.3.32.3.3平台功能平台功能2.3.3.12.3.3.1 船舶船舶偏航偏航检测及报警功能检测及报警功

25、能系统在桥梁的上下游离开桥梁一定的距离对即将经过桥梁的船舶进行运行轨迹监测，如果检测到船舶偏航，通过 VHF 语音、高强度 LED 爆闪灯、船用电笛向船舶发出报警信号。2.3.3.22.3.3.2 电子围栏及船舶偏航报警功能电子围栏及船舶偏航报警功能系统在桥梁区域设置非通航电子围栏，探测船舶是否越界通航，系统如果探测到船舶越界航行，向船舶及发出报警信号。2.3.3.32.3.3.3 视频监控及拍照取证功能视频监控及拍照取证功能系统根据需要在监控范围安装各种类型的摄像机，全天候监控桥区的通航情况。2.3.3.42.3.3.4 软件管理、数据查询及大数据统计功能软件管理、数据查询及大数据统计功能系

26、统保存每次报警的时间、录像数据，过往船舶的数据，根据需要，管理人员可以随时对这些数据进行查阅、统计、打印。3.3.3.53.3.3.5 共享专网对接功能共享专网对接功能通过新建网关与平台级联，通过国标协议级联，对业主单位专网对接。3.43.4 系统软件系统软件3.4.13.4.1服务器选型服务器选型系统由服务器系统由服务器硬件、服务器软件组成，根据需要，服务器可以建设在业主机房，或者租用云空间建设，或者接入建设单位的预警系统平台。本方案建议先接入建设单位的防碰撞预警系统监控平台，后期根据业务的扩大，再建设专用服务器。云服务器由专业的团队建设以及管理，具有安全可靠，性能稳定的优点。3.4.23.

27、4.2服务器软件系统设计服务器软件系统设计智慧航道大数据收集、分析软件主要功能是为航道管理单位远程访问航道大数据提供服务，软件系统采用 C#开发。系统采用 B/S 架构开发，分布式 Redis 缓存技术，让系统支持大量并发，Web 端能适应从 IE7 到 IE11 和 Firefox、Chrome 常用的浏览器，同佛山喜讯电子科技有限公司21时支持移动端查看。提供 GIS 数据资源地阁，对区域内航道所有监测点位的实时数据进行查询、分析等服务。系统能够接收前端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。3.4.33.4.3服务器软件功能模块

28、服务器软件功能模块（1）AIS 接口模块AIS 接口模块是负责将 AIS 硬件收集回来的船舶信息（速度、航向、坐标等）进行过滤、录入到数据库,同时具有给指定船舶发送 AIS 信息下发的功能。（2）MCU 接口模块负责 MCU 硬件上传的船舶偏航、船舶无 AIS 经过、触发等信号 和下达 VHF 语音（偏航、预警等）指令的主控模块。（3）DAU 接口模块DAU 模块负责下发服务器计算（超高、偏航、临时水位等）后得出的结果去响应现场的硬件执行动作。（4）雷达分析模块通过激光雷达设备、对航道通行实行超高、偏航监测，图像识别技术发现偏航船舶触发报警，保护桥梁。（5）船舶资料实时查询模块待 AIS 上传

29、了新的船舶 MMSI 号，船舶资料实时查询模块就会联网查询该船的中文名字和英文名字录入到数据库。（6）助航预警模块助航预警模块主要负责对进入检测范围的船舶进行播报常规注意的VHF语音和AIS等内容，提醒船主注意航行，通过 AIS 获取船名信息，可以对每个监控点的预警内容进行单独设置。（7）虚拟航标模块虚拟航标模块是根据用户在某地方设定的坐标点由 AIS 设备发出 AIS 信号 进行模拟航标的模块。（8）偏航事件模块主要是一些船舶在未知情况下进入一些限制的航道检测，对闯入禁止范围的船舶进行 VHF、AIS 警告。佛山喜讯电子科技有限公司22（9）电子围栏模块桥梁附近水域设置电子地图进行规划，形成

30、电子围栏区域，如果船舶进入电子围栏区域，系统将自动向进入围栏的船舶发出警告。（10）检测设备在线模块负责定时检测现场硬件设备是否正常运作的模块，不正常的设备将发送 GSM 短信给工作人员进行维修（11）图片上传模块FTP 负责对视频设备上传的图片进行命名、归类、存储3.4.43.4.4桥梁防碰撞智能预警系统管理平台功能桥梁防碰撞智能预警系统管理平台功能通过防碰撞预警管理平台，可以通过计算机对整个平台的运行进行参数设置，运行管理。包括前台管理部分与后台管理部分：1前台程序包括：船舶地图浏览模块、AIS 浏览模块、设备信息浏览模块、发布信息浏览模块、图像图片信息浏览模块、水位信息浏览模块。2后台程

31、序包括：（1）桥梁管理模块（包括以下子模块：1.添加桥梁 2.桥梁管理）（2）设备管理模块（包含子模块：1.添加设备 2.设备管理）（3）设备事件模块（包含子模块：1.AIS 预警信息管理 2.MCU 预警信息管 3.DAU预警信息管理 4.ACU 预警信息管理 5.设备连接信息管理）（4）船舶档案模块（包含子模块：1.添加船舶 2.船舶管理）（5）用户管理模块（包含子模块：1.添加用户 2.用户管理 3.功能模块管理）（6）系统日志模块（包含子模块：1.登陆日志管理 2.操作日志管理）（7）系统设置模块（包含子模块：提醒信息管理）3设备通讯信息管理.4船舶管理.5桥梁地图查看6桥梁附近船舶7

32、桥梁视频录像8水位净高监测9预警信息查询。10平台接口兼容海事、路桥等管理部门监管系统。佛山喜讯电子科技有限公司233.4.53.4.5 后台实时查看与管理功能后台实时查看与管理功能用户界面子系统是桥梁管理和维护人员了解、查询桥梁预警信息的交互式平台。完整的智能防撞预警系统不但需要面对专业技术人员和管理人员，也必须面对其他用户，例如管理部门等，用户界面系统应综合考虑用户的各种需求，方便对大桥各种船舶同行情况和发生的事故进行详细查看和处理；此外，一般桥梁管理人员、业主、专家和政府监管部分等其他人员在不同时间、地点都能查阅到大桥的相关预警信息。防船撞主动预警系统后台服务器软件分为两个部分设计：（1

33、）用户服务程序（主要针对普通用户设计），（2）系统管理程序（主要针对系统的管理人员设计）。3.4.5.13.4.5.1 用户服务程序用户服务程序(1)登录系统输入用户名、密码、验证码登录系统；用户名、密码、验证码输入错误需要给出相应的提示；用户登录系统时需要记录登录信息。网站登录界面（2）基础地图管理在地图上实现 AIS 船舶实时动态监控佛山喜讯电子科技有限公司24船舶实时动态监控图（3）桥梁基础信息管理桥梁以列表方式显示登陆用户所管辖的桥梁。桥梁管理图（4）桥梁电子围栏管理绘制电子围栏，记录大桥警戒区信息，并对警戒区进行管理，可删除、定位警戒区，实现警戒区的添加。佛山喜讯电子科技有限公司25

34、桥梁电子围栏管理图（5）桥梁船舶运行轨迹管理记录进入离开禁航区的船舶信息，提供记录查询、查看记录某一时间段轨迹的功能。船舶航行轨迹图佛山喜讯电子科技有限公司26（6）设备及在线状态监测记录系统中主要的硬件设备（CCTV、激光超高监测、声光报警、VHF 设施、AIS 基站、雷达等）信息，并实时更新设备状态，用户可实时查看设备运行状态。设备在线状态管理图（7）船舶偏航预警监测分析当检测设备监测到船舶靠近桥梁而且偏离航道时，系统会自动识别并通过 AIS 与VHF 警告越界船舶，同时后台系统接收并记录船舶偏航信息。记录桥梁偏航船舶预警信息，提供船舶定位、查看记录时前后一小时轨迹、查看视频取证、查看详细

35、信息的功能。佛山喜讯电子科技有限公司27桥梁偏航预警列表图（8）电子围栏预警监测分析对进入离开电子围栏警戒区域的船舶进行判断并记录船舶信息，如果有船舶进入非通航地区，现场设备将会发出船舶偏航预警信息，进一步提高船舶航行安全。（9）违规船舶取证视频取证：系统会将船舶违章视频信息、抓拍的图像信息传输到后台数据库记录保存，供桥梁管理部门及海事部门可调查取证使用。佛山喜讯电子科技有限公司28历史轨迹取证：系统记录违规船舶穿越桥梁通航区前后 1 小时历史轨迹，当违规时，调取查看历史轨迹进行取证。佛山喜讯电子科技有限公司29（10）预警通知管理预警信息推送：当雷达监测设备监测到超高及偏航船舶时，将进行 V

36、HF 语音广播。系统接收并记录 VHF 消息，提供对 VHF 消息推送的管理操作，包括删除 VHF 消息推送记录、船舶轨迹回放、船舶实时定位。推送消息管理图（11）查询统计分析统计分析不同桥隧、不同预报类型（穿越报告线、通航航道）、不同船舶类型的船舶通航记录，分日，月，年进行统计，包括通航数量统计和通航船舶类型分析。通航数量统计：提供以表格形式展示各时间段的船舶通航数量，支持导出 excel 表格；提供通航船舶的信息，包括船舶名、mmsi、航速、航向、穿越时间；提供以柱状图形式展示各时间段大桥船舶预报统计分析，支持导出图片。通航船舶类型分析：提供以饼状图形式展示大桥穿越报告线统计分析、穿越报告

37、线船舶统计分析，支持导出图片。船舶通航数量统计图佛山喜讯电子科技有限公司30通航船舶类型分析图（12）船舶偏航统计分析统计分析不同桥梁、不同船舶类型的船舶偏航记录，分日，月，年进行统计，包括通航数量统计和通航船舶类型分析。通航数量统计：提供以表格形式展示各时间段的船舶偏航数量，支持导出 excel表格；提供偏航船舶的信息，包括船舶名、mmsi、呼叫消息、采集时间；提供以柱状图形式展示各时间段大桥船舶偏航统计分析，支持导出图片。通航船舶类型分析：提供以饼状图形式展示大桥航道偏航统计分析、大桥船舶类型偏航统计分析，支持导出图片。船舶偏航统计分析图3.4.5.23.4.5.2 系统管理程序系统管理程

38、序1登录系统2桥梁管理模块3添加桥梁(桥梁名称、地址、选择坐标位置、通航净高等等属性值)佛山喜讯电子科技有限公司314桥梁管理(桥梁查询,对桥梁信息进行维护，修改桥梁属性、删除桥梁、桥梁用户设置)5设备管理模块6添加设备(选择所属桥梁、设备 ID、设备名称、选择类型、安装位置等等属性值)7设备管理(设备查询，对设备信息进行维护，修改设备属性、删除设备)8设备事件模块9水位信息管理(对水位信息进行查询、删除)10助航信息管理(对助航信息进行查询、删除)11超高报警信息管理(对超高报警信息进行查询、删除)12超高报警信息管理(对超高报警信息进行查询、删除)13超速报警信息管理(对超速报警信息进行查

39、询、删除)14偏航报警信息管理(对偏航报警信息进行查询、删除)15违规关闭 AIS 信息管理(对违规关闭 AIS 信息进行查询、删除)16设备运行状态信息管理(对设备运行状态信息进行查询、删除)17船舶档案模块18添加船舶(船号、船舶中文名称、船舶英文名称、船舶类型)19船舶管理(对船舶信息进行查询、修改、删除)20用户管理模块21添加用户(用户姓名、用户类型、手机号码、登录账号、登录密码)22用户管理(查询用户、修改用户、分配权限)23系统功能模块设置(查询系统功能、设置功能状态)24系统日志模块25用户登录日志管理(查询登录日志、删除登录日志)26用户操作日志管理(查询操作日志、删除操作日

40、志)27系统设置模块28数据库备份(备份数据库到指定的文件夹路径)29桥梁防撞智能预警现场系统架构采用现场控制系统-云平台-用户模式，即B(浏览器)/S(服务器)模式，现场控制系统选用高档工业控制计算机主机或专用服务器，布置在各个桥梁控制点，通过光纤或 4G 信号与云平台传输信息备份数据，云平台提供佛山喜讯电子科技有限公司32用户账号，使用者可以在任何地方通过浏览器访问现场控制系统数据，观看现场设备测量采集的参数及运行状态，并可以对现场设备实施控制。3.4.63.4.6 信息资源共享平台对接信息资源共享平台对接博深高速东江特大桥防船撞预警系统不仅能与桥梁业主管养的系统数据接口对接，也能与桥梁云

41、大数据平台整合在一起，同时也可以与海事、地方政务信息资源共享平台对接。3.4.6.1 主动防撞预警接口设计桥梁主动防撞预警系统数据的对接，采用两种方式混合实现。（1）标准SOAP服务接口方式：该方式桥梁主动防撞预警系统通过主动调用标准SOAP服务接口接入防撞预警数据同步至桥梁防船撞预警系统。（2）共享批量结构化数据方式：该方式通过在共享服务器上部署中间库，桥梁主动防撞预警系统定时传入共享数据至中间库，桥梁系统实时读取数据。3.4.6.2 桥梁云大数据整合统一平台方案在大数据时代的背景下，各桥梁信息化系统相对独立，每座桥梁的系统都互相隔离，形成信息孤岛。桥梁云大数据整合统一平台，提供整合桥梁各系

42、统及数据的解决方案。总体架构设计满足两方面的扩展需求：（1）既有各系统的后续改造形成的兼容性扩展需求；即统一接入既有桥梁系统，形成统一管理平台，解决系统数据资源的分散，系统形式混乱问题。（2）另一方面是新建系统的接入性扩展需求；即新桥梁系统无需再做接入整合，直接通过中间件技术接入平台。综合平台总体架构方案如图所示：佛山喜讯电子科技有限公司33数据接口方案流程图行业标准中间件设计具有以下优势：（1）快速接入，节约整合成本：后续新建系统与综合平台无缝结合，在不额外增加工作量或极少增加工作量的情况下，新建系统数据能够快速进入综合平台数据库。（2）行业标准，规范数据格式：建立具有行业标准的中间件，该中间件以服务程序的形式运行于数据中心服务器上，并向第三方开发的桥梁各系统开放接口，供新系统对接口进行调用，标准化接入新桥梁系统。佛山喜讯电子科技有限公司34谢谢观看更多方案详情请扫一扫加微信：