【技术实现步骤摘要】
本申请涉及桥梁的，尤其是涉及一种桥梁防碰撞预警方法、系统、设备和介质。
技术介绍
1、随着水上运输行业的快速发展，通航水域的船只密度不断增加，桥梁与船只碰撞事故时有发生，严重威胁桥梁和船只的安全，造成重大经济损失和恶劣社会影响。为了避免此类事故，亟需建立一种高效可靠的桥梁防碰撞预警系统。
2、目前已有一些桥梁防碰撞预警技术，如在桥梁上安装红外监测设备和雷达监测设备，实时监测船只动态；在桥区水域布设声呐监测网，对通过船只进行探测和跟踪；利用视频监控系统对桥区水域进行实时监控，并结合图像处理技术实现船只识别和轨迹跟踪。
3、然而，现有技术大多只关注对船只实时状态的监测和预警，缺乏对船只未来运动趋势的预判和引导，预警的实效性和可靠性无法保证。同时，现有方法也未充分考虑船只自身的航行特性差异，缺乏针对性的预警策略，难以适应日益繁忙的通航需求。对此情况有待进一步改善。
技术实现思路
1、为了解决现有的桥梁防碰撞预警的实效性和可靠性低、针对性较差的问题，本申请提供一种桥梁防碰撞预警方法、系统、设备和介质，采用如下的技术方案：
2、第一方面，本申请提供一种桥梁防碰撞预警方法，包括如下步骤：
3、获取通过目标桥梁的船只的历史轨迹数据和目标船只的船型信息；
4、根据所述目标船只的当前位置和航向，在所述历史轨迹数据中确定候选轨迹；
5、在所述候选轨迹中，根据所述船型信息选择与所述目标船只船型相匹配的轨迹作为所述目标船只通过所述目标
6、获取所述目标船只的实时轨迹数据，在所述目标船只的实时轨迹偏离所述推荐轨迹的情况下，获取所述目标船只的实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数，并根据所述实时航速、航向以及距离参数确定所述目标船只的碰撞风险等级；
7、根据所述碰撞风险等级进行桥梁防碰撞预警。
8、通过采用上述技术方案，本申请通过获取目标桥梁的船只历史轨迹大数据以及目标船只的船型信息，根据目标船只的当前位置、航向确定候选轨迹，然后推荐与船型相匹配的最优航行路径，并动态评估偏离推荐轨迹船只的碰撞风险等级，根据碰撞风险等级实现精准预警，提高了桥梁防碰撞预警的实效性和可靠性，同时针对不同的船型推荐匹配的轨迹，针对性强。
9、可选的，所述根据所述目标船只的当前位置和航向，在所述历史轨迹数据中确定候选轨迹，包括如下步骤:
10、将所述历史轨迹数据中的每条轨迹在通过所述目标桥梁的区域内划分为若干段；
11、计算所述目标船只的当前位置和航向与每条轨迹上各段起点的位置和航向之间的相似度；
12、在所述相似度大于预设阈值的情况下，将相似度大于预设阈值的轨迹段所在的轨迹确定为所述候选轨迹。
13、通过采用上述技术方案，本申请将每条历史轨迹划分为多个片段，然后比较船只当前位置和航向与各个片段起点的相似程度，选取相似度超过预设阈值的片段所属轨迹作为候选轨迹。通过分段筛选机制在不降低匹配精度的前提下大幅缩小搜索范围，避免全局搜索带来的计算开销。同时通过设置相似度阈值，灵活控制候选轨迹的数量和质量，平衡轨迹多样性和计算效率。另外，以轨迹片段而非完整轨迹为考察对象，使匹配判断可聚焦于船只当前所处的桥区关键水域，减少其他区域的数据干扰，保证了筛选结果的针对性和可靠性。
14、可选的，所述在所述候选轨迹中，根据所述船型信息选择与所述目标船只船型相匹配的轨迹作为所述目标船只通过所述目标桥梁的推荐轨迹，包括如下步骤：
15、获取所述目标桥梁的结构参数，所述结构参数包括桥跨布置、桥墩位置、通航孔径尺寸和限高限宽；
16、获取所述目标桥梁区域的实时水位高度数据；
17、根据所述结构参数和实时水位高度数据，动态计算所述候选轨迹中每条轨迹的实时通航限制；
18、对所述候选轨迹进行筛选，剔除与所述实时通航限制相冲突的轨迹，得到推荐轨迹。
19、通过采用上述技术方案，本申请在候选轨迹的基础上，通过获取桥跨布置、桥墩位置、通航孔径尺寸和限高限宽等关键结构参数，并结合实时水位高度数据，得到桥梁通航环境的动态变化情况；然后对候选轨迹逐一进行分析，计算其在当前通航环境下的实时通航限制。通过将轨迹与实时通航限制进行比对，筛除与限制相冲突的轨迹，最终得到满足当前桥梁通航要求的最优推荐轨迹。通过剔除限制冲突轨迹，可有效规避因船只尺寸超限而引发的碰撞风险，提高了方案的安全性和可靠性。
20、可选的，所述根据所述结构参数和实时水位高度数据，动态计算所述候选轨迹中每条轨迹的实时通航限制的步骤，包括如下步骤:
21、计算所述实时水位高度与所述桥梁结构的相对高度差，得到实时通航净空高度；
22、根据预设的安全净空裕度，将所述实时通航净空高度减去预设的安全净空裕度，得到最大允许通航高度；
23、根据预设的安全通过距离阈值，将所述桥梁结构参数中的桥墩位置和通航孔径尺寸分别向内缩减所述安全通过距离阈值，得到所述最小安全通过距离；
24、根据所述最大允许通航高度和所述最小安全通过距离，计算每条候选轨迹在不同位置的实时通航限制。
25、通过采用上述技术方案，本申请通过计算实时水位与桥梁结构的相对高度差，得到实时通航净空高度，并在此基础上预留一定的安全净空裕度，确保船只通过时有足够的空间余量，以应对水流涌动、风浪影响等不确定因素。同时，根据预设的安全通过距离阈值，对桥墩位置和通航孔径尺寸进行缩减，得到最小安全通过距离。在确定最大允许通航高度和最小安全通过距离后，对每条候选轨迹进行逐点分析，计算其在不同位置的实时通航限制，形成精细化的通航限制描述。这种动态计算机制能够充分适应水位涨落的影响，根据实时水位条件动态调整船只通航范围，在保证通航安全的前提下最大限度利用桥梁通航能力，提高了方案的实用性和可靠性。同时，通过引入安全通过距离阈值，可以根据不同的通航环境和安全要求灵活设置安全通过距离阈值，使方案具有更强的适应性和灵活性。
26、可选的，所述获取所述目标船只的实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数，并根据所述实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数确定所述目标船只的碰撞风险等级，包括如下步骤：
27、根据所述目标船只的实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数，预测所述目标船只在未来一段时间内的行驶轨迹；
28、判断所述行驶轨迹是否满足预设的安全通过条件；
29、在所述行驶轨迹不满足预设的安全通过条件的情况下，根据所述行驶轨迹与所述推荐轨迹的偏离程度和所述目标船只的实时航速，动态调整所述碰撞风险等级。
30、通过采用上述技术方案，本申请通过目标船只的实时航速、航向和距离参数，预测其在未来一段时间内的行驶轨迹。然后，将预测轨迹与预设的安全通过条件进行比对，判断船只是否能够安全通过桥梁。如果预测轨迹不满足安全通过条件，则根据轨迹偏离程度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述目标船只的当前位置和航向，在所述历史轨迹数据中确定候选轨迹，包括如下步骤:
3.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述在所述候选轨迹中，根据所述船型信息选择与所述目标船只船型相匹配的轨迹作为所述目标船只通过所述目标桥梁的推荐轨迹，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述结构参数和实时水位高度数据，动态计算所述候选轨迹中每条轨迹的实时通航限制的步骤，包括如下步骤:
5.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述获取所述目标船只的实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数，并根据所述实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数确定所述目标船只的碰撞风险等级，包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述获取所述目标船只的实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数之前，方法还包括如下步骤:
8.一种桥梁防碰撞预警系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在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权利要求1-7中任一项所述的桥梁防碰撞预警方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的桥梁防碰撞预警方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述目标船只的当前位置和航向，在所述历史轨迹数据中确定候选轨迹，包括如下步骤:
3.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述在所述候选轨迹中，根据所述船型信息选择与所述目标船只船型相匹配的轨迹作为所述目标船只通过所述目标桥梁的推荐轨迹，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述结构参数和实时水位高度数据，动态计算所述候选轨迹中每条轨迹的实时通航限制的步骤，包括如下步骤:
5.根据权利要求1所述的桥梁防碰撞预警方法，其特征在于，所述获取所述目标船只的实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数，并根据所述实时航速、航向以及与所述目标桥梁的距离参数确定所述目标船只的碰撞风险等级，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈囡，曾添乐，黄文清，黄耀珍，刘嘉，
申请(专利权)人：广东诚泰交通科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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