航道桥梁主被动防撞智慧预警系统研究

船舶与桥梁碰撞的风险持续升高,航道桥主被动防撞装置系统逐渐被重视。为了保障航道桥和船只的安全运行,本文研究了航道桥主被动防撞智慧预警系统。通过在航道桥上安装视频监控设备、测高设备、主控设备、偏航监测设备、声光报警控制设备,再配备相关技术进行设备的智慧化协同运行,实现航道桥主被动防撞智慧预警,达到保护桥墩的作用。同时监控系统会全程记录此过程,并上报管理中心,为以后船撞事故责任划分提供依据。

马房北江大桥防船撞预警系统现场测试方法

介绍了马房北江大桥防船撞预警系统的测试原理和功能,提出了预警系统的现场测试指标和技术要求。通过对系统水位计的示值误差、通航实时净高示值误差、船舶水上高度示值误差和船舶距桥梁距离误差等指标的现场测试,验证了该系统使用的准确性。针对防船撞预警系统,提出需进一步研究的问题和方向。

电化学储能电站主动安全研究

随着电化学储能电站装机容量的不断提高,其安全防控问题受到重视。为此,提出了基于主动风险源辨识、主动故障预防、主动事故处理的三道安全防线,构建了电化学储能电站的主动安全体系。第一道防线针对电化学储能电站的正常但不安全运行状态,快速、可靠地辨识风险源和安全诱因,不损失电站设备和运行能力;第二道防线针对已发生故障的不安全运行阶段,利用安全自动装置和安全监控系统,辨识并及时排除早期故障,尽量保持系统正常运行;第三道防线针对电化学储能电站的事故状态,进行事故特征分析、风险管控并实施联动预案,防止电化学储能电站崩溃与人员伤亡。基于三道安全防线实现电化学储能电站安全风险和事故的主动防控,可为储能电站的安全设计提供新思路。

船撞效应分析在船舶碰撞桥梁隐患治理中的应用

随着长江下游航道条件的改善,船舶大型化发展、船舶流量增加,通航桥孔桥墩防撞要求提高,有些已建老桥抗撞能力不足,需增加防撞设施。采用经验公式计算法和有限元瞬态动力分析法,计算分析了桥墩增加防撞装置后多个典型工况下的船撞力,对设计的防撞设施的消能效果进行评估,对极限工况进行辨别,并提出了桥梁运营管理的综合施策建议,为类似老桥增设防撞装置提供借鉴。

汽车安全预警装置的设计与开发

我国汽车保有量逐年增长,汽车安全事故发生频率也越来越高,针对汽车的安全问题设计了一种汽车安全预警装置。该装置基于Arduino,在汽车行驶过程中通过防碰撞模块,用超声波传感器实时测量与前车的车距,一旦与前车的距离小于设定的阈值时触发蜂鸣器预警模块;通过防追尾模块,用超声波传感器实时测量与后车的车距,小于设定的阈值时触发车尾红色LED灯光向后车驾驶员示警;酒驾也是导致汽车安全事故的主要原因之一,该装置中还含有防酒驾模块,通过酒精传感器测量车内的酒精含量,超过设定的酒精含量阈值将触发语音提示模块提醒驾驶员,进一步提高汽车的行驶安全。

高等级航道通航桥梁防船舶撞击管理措施

通过对具有代表性的高速公路通航桥梁的桥梁结构及通航条件、工作环境、所在航道的等级、航道环境等进行分析,提出了对通航桥梁防船舶撞击的管理工作可采取的主动防船撞管理手段和被动防船撞管理措施。结合高等级航道通航桥梁防船撞工程相关工作经验,提出了高等级航道通航桥梁防船撞的安全管理思路和主动及被动两种方式下的管理手段。主动管理手段采用通过集成VHF(无线电波)、AIS(船舶自动识别系统)、声光报警、监控摄像机等装置的防撞预警系统、被动管理手段结合航道特点、桥梁自身抗撞能力和所在航道抗撞能力需求等要求下,通过设置复合材料柔性护舷,在发生船舶撞击时达到缓冲消能目的,从而保护通航桥梁结构安全。

基于模糊逻辑的船撞桥风险预警方法

为实现船舶碰撞桥梁前的安全预警及船舶过桥行为的改进,提出一种基于模糊逻辑的船撞桥安全预警模型。通过构建并分析船撞桥情景,确定船撞桥的风险因素,并根据理论分析和统计数据对影响因素进行模糊化处理,建立船撞桥模糊推理规则库和模糊推理机,去模糊化获取船撞桥风险。应用船舶通过港珠澳大桥江海直达航道桥为例,对船撞桥风险进行验证,结果表明该方法能够很好地实现船撞桥安全预警。该预警模型可作为船舶智能航行的重要组成部分,也可供海事部门用于船舶航行的安全监管工作。

桥梁防船撞主动预警系统设计及实验研究

水运交通的发展和桥梁的增多,导致越来越多的船桥相撞事故发生。针对现有的船舶交通管理系统及被动防船撞装置在内河通航桥梁防船撞上的局限性,提出了桥梁防船撞主动预警系统方案。该系统基于红外和可见光成像探测的互补性,利用红外/可见光/激光复合探测及多源信息融合开展桥梁防船撞主动预警。设计了系统的总体方案及相应的硬、软件方案,并开展了初步的实验研究和性能分析。系统最终可以实现全天候、全天时、全自动、稳定可靠地对有撞桥趋势的船舶提前进行声光告警,有效减少船撞桥事故发生,保护桥梁和船舶的安全。

多路况下汽车防碰撞及行人保护预警系统设计

研究设计一种多路况下的汽车防碰撞及行人保护的综合预警系统。采用毫米波雷达防碰撞系统和超声波雷达侧面盲区行人保护系统的结合,实现汽车纵向和横向主动安全保护;通过引入附着系数这一参数,建立不同路况条件下汽车安全距离计算模型;运用多传感器技术,实时监控驾驶员驾驶状态,减少系统的虚警率和误警率;设计一种集显示,声音、灯光报警,模式选择为一体的控制面板。试验结果表明,系统能够根据不同行驶路况建立汽车安全距离模型,对侧面不同速度行驶的汽车、行人准确识别并做出相应反应,报警显示控制面板操作简便,界面友好,安全距离模型试验结果与MATLAB仿真结果相对误差在7%以内。系统具有较高的环境适应性,能够提高汽车行车的安全性。

船桥碰撞预警研究

为提高水上交通信息化管理水平,减小船桥碰撞事故带来的损失,基于模糊数学与专家咨询方法建立了船桥碰撞预警计算方法,将其应用于重庆船舶交通管理系统(VTS)中,进行实船试验。结果表明:该方法可以准确预报船桥碰撞危险,有效避免船桥碰撞事故,具有实用和推广价值。

汽车碰撞预警主动安全预测方法

汽车主动避撞系统的研究主要是为了能够提前对汽车碰撞做出预警及自动处理,有效抑制交通事故的发生。文中开展基于摄像头、激光雷达、车间通信的车辆防碰撞预警关键技术研究,提出了一种适用于智能车超车换道阶段的基于TTC和冲突概率估计的碰撞概率主动安全预测算法。综合考虑时间域和超车距离等条件的约束,建立车辆超车换道最小安全距离模型;依据超车行为约束条件,提出碰撞时间与碰撞概率的公式(TTC);同时引入多元高斯分布的概率密度函数,用冲突潜在领域表示潜在冲突的可能性大小,建立了两车潜在冲突区域重合的概率密度计算模型。在1∶10模拟赛道仿真平台上对所提方法进行了模拟测试,其对4辆智能车200次的同向及反向接近预警警报和紧急警报的准确率均为100%,从而验证了该方法的有效性。

紧迫危险下船舶避撞过程多目标距离预测数学建模

为避免船舶碰撞等事故的再度发生,对船舶在紧迫危险情况下对多目标距离进行精准检测、避让技术的研发成为了各国对航运事业长久发展的重点研究内容。由于传统的船舶避让系统对近距离多目标船舶预测的精准度仍存在不足,因此对现有的紧迫危险下船舶避撞系统进行了深入的研究,结合现有的纵向加速度算法设计了船舶避撞距离预测模型。根据系统功能模块要求对船舶避撞系统进行优化,以便准确控制船舶速度和安全性的的总体方案,达到降低船舶碰撞事故发生几率的目标,以便避免人员生命财产损失等问题。为验证该方法的有效性和精准度进行了仿真实验,实验结果证明紧迫危险下船舶避撞过程多目标距离预测数学模型可及时有效的对船舶航行过程中的多目标船舶进行精确避让,由此证实该方法具有重要的参考意义。

商渔船碰撞预警模型

为找出浙江沿海商渔船碰撞事故的风险源,根据2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞事故的统计资料,梳理出事故的6类原因,归纳其共性特点.将碰撞前后的商船、渔船、环境视为稳定的系统,基于信息熵理论,通过分析事故中的增熵和负熵因素定义预警系统的事故临界点,建立商渔船避碰的预警模型.结合浙江沿海商渔船碰撞事故进行实证分析,得出结论:商渔船碰撞预警系统的事故临界点熵值为0.177;达到该值之前相关船舶应采取避碰措施.该方法可为维持商渔船良好的通航秩序提供参考.

大型通航桥梁防船撞主动预警系统分析

为解决传统桥梁防船撞主动预警系统应用于大型通航桥梁时,存在预警分析准确性较低的不足,提出了大型通航桥梁防船撞主动预警系统分析,基于红外热成像仪的选择,以及激光测距单元、声光警告单元的设计,实现了大型通航桥梁防船撞主动预警系统硬件分析;依托轨迹跟踪算法以及主动预警程序的设计,完成了主动预警系统的软件分析。实验数据表明,提出的主动预警系统较传统的主动预警系统,预警分析准确率提高47.89%。适合于大型通航桥梁的防撞船主动预警。

铁路桥梁防撞监测系统的研究

以沪昆铁路下行线湘潭桥为监测对象,采用激光扫描监测技术并结合视频技术、AIS(Automatic Identification System)、VHF(Very High Frequency)通讯等技术,开展对船舶识别算法的研究。通过对船舶高度和运行轨迹的综合分析,预判行进中船舶撞击桥梁梁体和桥墩的可能性并及时进行预警、报警,实时记录船舶通行的图像视频,并通过AIS结合船用电台实现对船舶身份的识别和预警,从而建立了一套基于先进监测技术、自动化、模块化的桥梁防撞监测系统。

现代有轨电车主动碰撞防护预警系统方案研究

现代有轨电车非完全封闭运行环境和司机目视人工驾驶给有轨电车的运营带来许多安全隐患,为了改善这一状况,研究了轨道交通列车防撞研究现状,分析了现代有轨电车的特点及有轨电车列车防撞需解决的关键问题,提出现代有轨电车主动碰撞防护预警系统方案,将有轨电车线路状态、列车运行状态与列车运行前方环境信息进行整合,应用车车通信技术、信息融合处理、碰撞检测逻辑、防护预警策略,实现有轨电车的主动碰撞防护预警。

G1501跨泖港大桥主动防撞系统设计

G1501高速公路跨泖港大桥上跨平申线(上海段)航道。该航道是《上海市“十二五”内河高等级航道建设规划》中首批启动建设的航道,为黄浦江上游三大支流之一,目前航道等级Ⅴ改Ⅳ。改造过程中航道上桥梁被船撞风险高,通过对桥梁预防航道船舶碰撞预警系统工作模式与参数化技术、多源数据三维测量空间的平面转换算法与工程实现技术、基于多源数据融合的船舶通航异常行为的判别技术、桥梁预防航道船舶碰撞预警系统性能优化与工程测试技术等内容进行研究,突破基于多源数据融合的复杂背景下航道多目标检测/跟踪算法、基于多源数据融合的船舶-桥撞击态势预测等关键技术,泖港大桥采用主红外、可见光和激光测距三类传感器复合体制的航道桥梁主动防撞系统。从而实现全天候、全天时、全自动航道桥梁主动防撞监控及预警,其应用效果良好。

跨越航道桥梁主动防碰撞预警系统研究

针对跨越航道的桥梁水域通航环境复杂,易发生船桥碰撞事故的特点,为积极响应国家政策和通航管理规定,开展了跨越航道桥梁主动防碰撞预警系统的研究。通过在通航区域的桥墩上加装自动识别系统(AIS)、全固态波雷达、远红外热成像、可见光、报警装备等配套设备,并设置电子围栏警示区域对进入危险区域的偏航船舶主动预警,远距离识别桥区通航船舶并预判其形式轨迹,使其进入正常航道并安全通过桥区。应用案例表明,主动预警系统具有可行性和有效性,实现了全天候、全天时和全自动的桥梁安全主动防护和预警。

面向二次事故预警的主动式智慧防撞护栏设计

二次交通事故是指与第一次事故发生的时间相隔较短,后车或来车来不及反应而再次造成交通事故。车辆在高速行驶状态下,从发现事故到完成车辆制动需要更长的时间,及时地进行事故预警从而避免二次事故的发生,对于提高交通安全水平具有重大的现实意义。因此,文章以减少二次事故发生为主要目标,以提升事故应急预警及救援响应效能为主要手段,充分考虑事故发生时一般会对防撞护栏造成不同损毁程度的基本特性,创新性提出将普通防撞护栏设计成融合撞击感知、空间定位、预警发布、系统联动等功能为一体化的智慧防撞护栏系统的研究思路,以解决当前对二次事故预警时效性不高的问题。

面向内河航道中小桥梁的主动防撞预警系统设计

随着桥梁建设的高速发展以及航运业的日益繁忙,船撞桥问题逐渐成为航道管理和公路管理的痛点问题之一。基于广泛应用的柔性复合材料防撞设施,利用机器学习等方法建立碰撞感知模型,使用低频三轴加速度传感器、红外对射、超声波测距及雷达技术,初步设计出一种面向内河航道中小桥梁的主动防撞预警系统,该系统可降低船撞桥事故发生的数量,提高事故发生后的处理效率。可为船撞桥事故的快速评估提供数据支撑,实现撞击过程的三维感知,有效解决肇事船舶逃逸和难以定损的问题,具有较好的经济和社会效益。