一、桥梁通航安全播报预警系统

1、项目背景

我国国土面积辽阔，地形多样，河流水系众多。随着航运船型日趋大型化、重型化、高速化，船舶流量持续增加、维修加固历史以及水域通航环境复杂等情况，使得桥梁和通航船舶之间的矛盾日益突出，船舶撞击桥梁的事故亦不断增加，其导致的后果也愈来愈严重，轻则造成桥梁结构受损，使用寿命、安全性及抗震能力下降，增加了桥梁额外的维修加固费用；重则往往造成桥毁、船沉、人亡和水陆交通干线长期受阻或中断等严重后果。

通航桥墩存在船撞桥的风险，拟采用桥梁通航安全播报预警系统，采取主动式非接触避碰防撞措施，为船舶提供准确的通航信息服务，起到既保护桥，也保证船舶航行安全，解决相关管理部门的安全监管问题。

二、桥梁通航安全播报预警系统方案概述

1、桥梁通航安全播报预警系统整体方案

本系统主要解决船只通航桥梁时的主动预警播报及净高显示系统问题。 

在本项目中，全天候的船只通航预警信息、通航监控及净高显示尤为重要。

本系统以AIS分析、系统软件处理、净高显示、VHF为核心，构建成套的桥梁防撞主动助航预警系统，全天候监控过往船舶。通过VHF(甚高频无线电话)语音播报系统、净高显示系统发布预警信息，采取主动式非接触避碰防撞措施，为船舶提供准确的通航信息服务，起到既保护桥，也保证船舶航行安全，解决航道、大桥、海事等管理部门的安全监管问题。

系统包括船舶助航预警、超速预警、净高显示系统、摄像监控单元、主控单元和预留接口（控制接口、上一级联网接口）。

2、主动预警系统方案

主要软件安装在主控单元，其余各模块的软件与设备高度集成，与主控单元进行统一的数据交换。

1、助航预警：通过AIS系统获得航行船舶的船号、呼号等信息，结合实时净高水位，一旦船舶进入实现划定的预警位置后随即发出预警系统，提醒船舶驾驶员注意前方桥梁以达到助航预警。

2、通航监控单元：根据系统指令，对通航船只进行抓拍取证。

3、超速预警：通过获取AIS数据，船舶发生超速后触发超速报警。

4、控制主机是整个系统的主控单元，内有一台服务器，安装了带船舶目标图像深度学习功能的平台软件，接收各模块的数据，进行分析并与给出判断。整个系统无人值守，自动报警，报警和报警解除过程，不需要任何人工干预即可自动监控和取证当事船只。

预留接口包括报警信息、视频信号、控制信号等，可面向大桥管理方，进行系统扩展。

5、系统全部使用模块化设计，各模块独立，采用统一的接口，可迅速通过模块的增减，根据用户的功能要求量身打造合适的系统，系统预留接口，可实现多座桥梁联网，统一在上一级控制中心显示。

2、通航净高及桥梁名牌显示

1、通航净高显示：根据实际水位高度，通过系统反馈到通航净高显示牌，实时显示通航净高(夜间整面彩色发光)。

2、桥梁名牌显示：根据实际桥梁名字显示。

3、桥涵标显示：通航警示（夜间整面彩色发亮）。

4、桥柱灯：柔性导光体，抗撞，夜间整面绿色发亮。

三、系统软件技术参数：

1、主控服务器（安装机柜内，机柜安装桥梁上），由以下系统模块组成，集成主控服务器。

1)AIS接口模块：AIS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：MCU模块是负责MCU硬件上传的船舶信号和下达VHF语音（预警）指令的主控模块。

3)船舶水位净高自动发布模块：水位净高信息自动发布模块负责发布实时净高的提示语音。

4)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。

6）超速预警模块：通过获取AIS数据，船舶发生超速后触发超速报警。如：模块收到工控机传输过来的超速告警信号后，自动通过甚高频电台对船只进行超速告警播报，内容为“XXX船请注意，您已超速，请降速通航”。

6）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。

2、桥梁云平台管理软件系统，现场服务数据云计算支撑。（云端服务器）：

1、桥梁管理，

2、桥梁设备管理.，

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、桥梁设备查看，

8、桥梁视频录像，

9、预警信息查询，

10、水位净高监测，

11、平台接口兼容海事、路桥等管理部门监管系统。

3、AIS接收机（主机安装在室外机柜内，天线安装在桥上视野开阔处）

技术参数如下：

支持标准： IEC 62287-1、 IEC 61162-1、 IEC 61162-2；

频道：161.975MHz(Ch87B)、 162.025MHz(Ch88B)， 同时接收； 频率稳定度 ±2.5ppm；

调制方式： GMSK/FM

阻抗： ≤50Ω

环境温度： –20 C~ 60 C

输入： GPS,IEC61162:2000(4,800bps/RMC,GGA,GNS,GLL)输出： RS232\RS-422\LAN(38,400bps,NMEA-0183)

传输速率 ≥38000bps

范围： [MHz]： 156-164MHz

驻波比： 1.5:1

方向： 水平360° ， 垂直62° 

增益： 3dBi

极化方式： 垂直

接口形式： UHF-F

额定功率： 100W

阻抗： ≤50Ω

4、图像监控单元（安装桥梁上，根据监控角度选择）：

1）室外高清球机；

2）支持1920×1080@30fps；

3）超低照度：0.0005Lux/F1.5(彩色),0.0001Lux/F1.5(黑白)；

4）焦距：5.6-208mm，37倍光学；

5）WF2、C5-M、NEMA 4X防腐蚀标准，IP67防护等级；

6）支持宽动态、透雾、强光抑制、电子防抖、3D数字降噪；

7）支持智能运动跟踪；支持区域入侵、越界、进入区域、离开区域、徘徊、人员聚集、快速移动、停车、物品遗留、物品拿取、音频异常、人脸、移动侦测；

8）水平键控速度最大300°/s，垂直键控速度最大240°/s，垂直范围-15°~90°；

9）H.264/MJPEG/MPEG4；

10）支持256GB Micro SD卡

5、硬盘录像机（安装机柜内）：

储存信息，8路4TB。

6、交换机（安装机柜内）

7、4G/5G无线网络路由器（不含4G无线流量卡）

8、通航净高显示

体积：425*1000*1.5cm（长*高*厚）

9、桥梁名牌显示：根据实际桥梁名字显示。

10、桥涵标显示：体积：100*100*1.5cm（长*高*厚），夜间整面彩色发亮

11、桥柱灯：体积：40*1.5cm（直径*厚度），柔性导光体，抗撞，夜间整面绿色发亮

系统清单：