一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警方法及系统技术方案

本发明专利技术属于桥梁防撞领域，涉及数据处理技术，用于解决现有的桥梁防船撞智能预警方法无法结合桥梁的通行状态对事故严重程度进行反馈的问题，具体是一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警方法及系统，包括智能预警平台，所述智能预警平台通信连接有船舶监测模块、预警分析模块、桥梁分析模块以及存储模块；所述船舶监测模块用于对船舶进行航行监测分析：为桥梁设定监测区域，将监测区域内的船舶标记为监测对象，获取的危险系数WX；将监测对象的危险系数WX与危险阈值WXmax进行比较并通过比较结果将监测对象标记为安全对象或危险对象；本发明专利技术可以对船舶进行航行监测分析，结合船舶运行的实时数据以及桥梁的桥洞参数进行综合分析。行综合分析。行综合分析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警方法及系统


[0001]本专利技术属于桥梁防撞领域，涉及数据处理技术，具体是一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着海上交通行业的不断发展，以及内河运输需求的上涨，内河船桥墩避碰防撞问题的热度也逐步上升，内河桥墩碰撞的风险也在逐步增加，造成桥梁受损坍塌、航道受阻、人民生命财产受威胁、环境污染等重大损失。
[0003]现有的桥梁防船撞智能预警方法仅能够通过船舶的航行数据进行数值分析对桥梁的撞击风险进行判定，在出现撞击风险时对船舶进行预警提醒；然而，预警提醒是通过信息传输的方式进行的，信息的传输与接受过程均可能出现异常，进而导致船舶驾驶人员无法接收到预警信号最终导致船舶撞击桥梁；同时在存在撞击风险时无法结合桥梁的通行状态对事故严重程度进行反馈。
[0004]针对上述技术问题，本申请提出了一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警方法及系统，用于解决现有的桥梁防船撞智能预警方法无法结合桥梁的通行状态对事故严重程度进行反馈的问题；
[0006]本专利技术需要解决的技术问题为：如何提供一种可以结合桥梁的通行状态对事故严重程度进行反馈的桥梁防船撞智能预警方法及系统。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警系统，包括智能预警平台，所述智能预警平台通信连接有船舶监测模块、预警分析模块、桥梁分析模块以及存储模块；
[0009]所述船舶监测模块用于对船舶进行航行监测分析：为桥梁设定监测区域，将监测区域内的船舶标记为监测对象，获取的危险系数WX；通过存储模块获取到危险阈值WXmax，将监测对象的危险系数WX与危险阈值WXmax进行比较并通过比较结果将监测对象标记为安全对象或危险对象，对船舶进行航行监测分析，结合船舶运行的实时数据以及桥梁的桥洞参数进行综合分析，进而通过危险系数对船舶通过桥梁的危险性进行反馈，在存在撞击危险时及时进行预警，从而降低船舶的实际撞击率，提高船舶航行安全的同时对桥梁提供保护；
[0010]所述预警分析模块用于对危险对象进行预警，对危险信号的传输与接收过程进行监控，在危险信号的传输与接收过程存在异常时及时采取对应措施，进而将无法防治的撞击造成的损害降到最低；
[0011]所述桥梁分析模块用于在接收到桥梁预警信号后对桥梁的通行状态进行检测分析：获取桥梁通行的机动数据JD、电动数据DD以及步行数据BX，通过公式YJ＝γ1*JD+γ2*
DD+γ3*BX得到桥梁的预警系数YJ，其中γ1、γ2以及γ3均为比例系数，且γ1＞γ2＞γ3＞1；通过存储模块获取到预警阈值YJmin、YJmax，其中YJmin为最小预警阈值，YJmax为最大预警阈值，将桥梁的预警系数YJ与预警阈值YJmin、YJmax进行比较并通过比较结果将桥梁的预警等级标记为一等级、二等级或三等级，对桥梁的通行状态进行检测分析，通过桥梁上的当前通行车辆、人员数据进行分析，对桥梁遭受撞击时造成的危险程度进行判定，从而根据不同的预警等级设置不同的预警范围，提醒未上桥的车辆与人员进行路径更换，降低事故影响范围的同时也降低了交通堵塞程度。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，监测对象的危险系数WX的获取过程包括：获取监测对象的速度数据SD、船高数据CG以及数量数据SL，监测对象的速度数据SD为监测对象的实时航行速度值，监测对象的船高数据CG的获取过程包括：通过红外热摄像头获取监测对象顶部与水面的距离值并标记为船距值CJ，将桥梁桥洞与水面的最大距离值标记为洞距值DJ，将桥梁桥洞与水面距离最大的表面的宽度值并标记为洞宽值DK；通过公式CG＝α1*(DJ
‑
CJ)+α2*DK得到船高数据CG，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；监测对象的数量数据SL为监测区域内监测对象的数量值；通过公式WX＝(β1*SD+β2*SL)/(β3*CG)得到监测对象的危险系数WX，其中β1、β2以及β3均为比例系数，且β1＞β2＞β3＞1。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，危险系数WX与危险阈值WXmax进行比较的具体过程包括：
[0014]若危险系数WX小于危险阈值WXmax，则判定监测对象的航行状态满足要求，将对应的监测对象标记为安全对象；
[0015]若危险系数WX大于等于危险阈值WXmax，则判定监测对象的航行状态不满足要求，将对应的监测对象标记为危险对象；将危险对象发送至智能预警平台，智能预警平台接收到危险对象将危险对象发送至预警分析模块。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，预警分析模块通过智能预警平台向危险对象管理人员的手机终端发送危险信号，将预警分析模块发出危险信号的时间标记为预警开始时间，在预警开始时间之后的M1分钟内对危险对象的危险系数进行实时获取，并判定M1分钟内危险对象的危险系数的平均值是否小于危险阈值：若是，则将危险对象标记为安全对象；若否，预警分析模块向智能预警平台发送桥梁预警信号，智能预警平台接收到桥梁预警信号后将桥梁预警信号发送至桥梁分析模块。
[0017]作为本专利技术的一种优选实施方式，桥梁通行的机动数据JD为桥梁当前的通行机动车辆总数量，桥梁通行的电动数据DD为桥梁当前的电动车辆总数量，机动数据JD与电动数据DD的获取过程包括：在桥梁的两端对机动车辆与电动车辆的车牌号进行扫描，将桥梁两端扫描到的车牌号进行匹配，将无法匹配的车牌号标记为通行车牌号，将通行车牌号对应的机动车辆总数量标记为机动数据JD，将通行车牌号对应的电动车辆总数量标记为DD；桥梁通行的步行数据BX为桥梁当前通行人员总数量。
[0018]作为本专利技术的一种优选实施方式，预警系数YJ与预警阈值YJmin、YJmax进行比较的具体过程包括：
[0019]若YJ≤YJmin，则将桥梁的预警等级标记为三等级；
[0020]若YJmin＜YJ＜YJmax，则将桥梁的预警等级标记为二等级；
[0021]若YJ≥YJmax，则将桥梁的预警等级标记为一等级。
[0022]一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警方法，包括以下步骤：
[0023]步骤一：对船舶进行航行监测分析：为桥梁设定监测区域，将监测区域内的船舶标记为监测对象，获取监测对象的速度数据SD、船高数据CG以及数量数据SL并进行数值计算得到监测对象的危险系数，通过危险系数的数值大小将监测对象标记为危险对象或安全对象；
[0024]步骤二：对危险对象进行预警：将预警分析模块发出危险信号的时间标记为预警开始时间，在预警开始时间之后的M1分钟内对危险对象的危险系数进行实时获取，通过M1分钟内危险对象的危险系数的数值大小对危险对象的航行状态进行反馈；
[0025]步骤三：对桥梁的通行状态进行检测分析：获取桥梁通行的机动数据JD、电动数据DD以及步行数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警系统，包括智能预警平台，其特征在于，所述智能预警平台通信连接有船舶监测模块、预警分析模块、桥梁分析模块以及存储模块；所述船舶监测模块用于对船舶进行航行监测分析：为桥梁设定监测区域，将监测区域内的船舶标记为监测对象，获取的危险系数WX；通过存储模块获取到危险阈值WXmax，将监测对象的危险系数WX与危险阈值WXmax进行比较并通过比较结果将监测对象标记为安全对象或危险对象；所述预警分析模块用于对危险对象进行预警；所述桥梁分析模块用于在接收到桥梁预警信号后对桥梁的通行状态进行检测分析：获取桥梁通行的机动数据JD、电动数据DD以及步行数据BX，通过公式YJ＝γ1*JD+γ2*DD+γ3*BX得到桥梁的预警系数YJ，其中γ1、γ2以及γ3均为比例系数，且γ1＞γ2＞γ3＞1；通过存储模块获取到预警阈值YJmin、YJmax，其中YJmin为最小预警阈值，YJmax为最大预警阈值，将桥梁的预警系数YJ与预警阈值YJmin、YJmax进行比较并通过比较结果将桥梁的预警等级标记为一等级、二等级或三等级。2.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警系统，其特征在于，监测对象的危险系数WX的获取过程包括：获取监测对象的速度数据SD、船高数据CG以及数量数据SL，监测对象的速度数据SD为监测对象的实时航行速度值，监测对象的船高数据CG的获取过程包括：通过红外热摄像头获取监测对象顶部与水面的距离值并标记为船距值CJ，将桥梁桥洞与水面的最大距离值标记为洞距值DJ，将桥梁桥洞与水面距离最大的表面的宽度值并标记为洞宽值DK；通过公式CG＝α1*(DJ
‑
CJ)+α2*DK得到船高数据CG，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；监测对象的数量数据SL为监测区域内监测对象的数量值；通过公式WX＝(β1*SD+β2*SL)/(β3*CG)得到监测对象的危险系数WX，其中β1、β2以及β3均为比例系数，且β1＞β2＞β3＞1。3.根据权利要求2所述的一种基于多源数据融合的桥梁防船撞智能预警系统，其特征在于，危险系数WX与危险阈值WXmax进行比较的具体过程包括：若危险系数WX小于危险阈值WXmax，则判定监测对象的航行状态满足要求，将对应的监测对象标记为安全对象；若危险系数WX大于等于危险阈值WXmax，则判定监测对象的航行状态不满足要求，将对应的监测对象标记为危险对象；将危险对象发送至智能预警平台，智能预警平台接收到危险对象将危险对象发送至预警分析模块。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金军，杨海燕，葛珅玮，茅蓉蓉，宋科委，
申请(专利权)人：江苏航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：