桥梁防撞（防船撞）智能预警系统

桥梁防撞（防船撞）智能预警系统

一、系统定义与作用

桥梁防撞预警系统（主动防船撞）是部署于跨江、跨海、内河通航桥梁的全天候主动安全防护体系，通过多传感器融合监测桥区上下游水域船舶，提前识别偏航、超高、超速、近距离逼近桥墩等碰撞风险，分级声光 / 语音预警船员，同时同步推送告警至海事、桥梁运维平台，从源头避免船撞桥事故；区别于桥墩防撞墩、防撞套箱等被动防护，属于事前主动预警。

适用标准：T/TMAC《桥梁防船撞智能预警系统设计规范》。

二、四层整体架构

1. 端侧：前端感知 + 现场预警执行

（1）核心感知设备

设备主流规格核心作用优势 / 短板77GHz 岸基毫米波雷达探测 2000--5000m，上下游各 1 台主监测：船舶坐标、航速、航向、航迹跟踪，判断偏航 / 逼近风险雨雾黑夜全天候，不受光照干扰；无法测船舶高度，无可视化画面三维激光扫描仪（激光测高雷达）测高精度≤10cm检测船舶桅杆、货物超高，拦截超高船舶撞梁底高度精准；大雾、暴雨探测距离衰减双光谱热成像 + 高清透雾球机400 万像素，红外透雾视频取证、船舶目视复核、夜间辅助识别可视化，雾天辅助；纯可见光夜间失效AIS 船舶接收基站海事标准频段接收带 AIS 船舶：船名、吨位、呼号、动态航迹识别船舶身份；小型渔船无 AIS，存在盲区水位传感器485 输出实时修正通航净空高度动态校准超高阈值

（2）现场预警执行设备

定向 VHF 海事广播 / 防水大功率音柱：自动语音喊话

防爆闪声光警示灯：三级风险对应不同爆闪频率、音量

桥区 LED 可变情报屏：文字提示通航限制、风险告警

本地声光报警器：同步推送告警至桥管值班室

2. 边缘层：边缘融合计算主机

核心本地研判单元，实现断网独立运行：

雷达、激光、视频、AIS 数据实时融合 AI 算法，过滤风浪、飞鸟、漂浮杂物误报；

建立电子围栏（危险区 / 预警区 / 提醒区），自动划分三级风险；

本地直接下发指令控制喇叭、爆闪灯，预警时延＜100ms；

本地存储录像、航迹、告警记录，支持事故回溯取证；

PTP 全网时间同步，所有传感器时差≤5ms，保证融合精准度。

3. 传输层

有线：工业光纤、千兆 POE 交换机；

无线：5G/4G 工业路由器、微波网桥；

协议：以太网、RS485、NTP/PTP 时间同步。

配套：室外一体化防水机柜、防雷器、不间断 UPS 供电。

4. 云端监管平台

统一 B/S 管理平台，支持多桥集中组网：

实时 GIS 地图展示桥区船舶位置、航迹、雷达探测覆盖范围；

分级告警弹窗、短信 / 平台消息推送管理人员；

历史航迹、视频录像、告警记录回放，事故取证；

船舶流量统计、违规（超高 / 偏航）报表导出；

数据对接海事 VTS、交通桥梁健康监测平台，实现监管互通。

三、完整工作流程

远距离探测（3--5km）：毫米波雷达捕捉所有船舶，AIS 匹配有身份船只；

AI 融合研判：主机计算航向、距离、速度，激光结合水位判断净空是否超高；

三级分级预警

一级提醒（远距离预警区）：LED 屏文字提示、低频广播；

二级警告（中距离危险区）：持续语音喊话 + 爆闪灯；

三级紧急告警（逼近桥墩高危区）：高分贝持续警报、平台红色告警弹窗、运维人员短信通知；

闭环处置：船员避让后风险解除，系统自动消警；若发生碰撞，自动锁定录像、保存航迹作为事故证据。

四、核心系统功能

全天候全域监测：7×24 小时，雨、雾、夜、逆光稳定工作；

四大风险识别：船舶偏航占道、超高碰梁、超速通航、近距离撞击桥墩；

多源目标融合去误报：雷达 + 激光 + 热成像联合校验，大幅降低风浪、飞鸟虚警；

本地断网自治：外网中断不停止预警，恢复后自动补传数据；

通航净空动态校准：联动水位计自动修正超高判定阈值；

全程取证存档：视频、雷达点云、船舶航迹、告警日志长期存储；

多部门数据对接：兼容海事、交通、航道监管平台标准接口；

远程运维：云端在线查看设备状态、远程参数调试、故障告警。

五、方案选型与造价区间

1. 基础低配方案

配置：上下游单毫米波雷达 + 高清球机 + 广播 + 本地工控，无激光测高、无热成像

2. 标准主流方案

配置：双 77GHz 雷达 + 激光测高 + AIS 基站 + 热成像双光相机 + VHF 广播 + 爆闪灯 + LED 屏 + 边缘主机 + 云端平台

3. 高端跨海 / 大型航道全套方案

配置：多组远距离雷达、多通道激光、全光谱热成像、多点位广播、双机热备主机、海事 VTS 深度对接、多桥组网平台

六、现场安装与施工要点

雷达、激光设备安装于桥梁上下游桥面外侧支架，高度高于通航最高水位；

设备防护等级 IP67，全部配套防腐、防雷、浪涌保护；

施工前海事报备，江面布设标定靶标完成雷达 - 相机联合校准；

配置 UPS 后备电源，避免停电造成监控失效；

桥架、线缆做防水密封，江面环境耐腐蚀处理。

七、与桥梁被动防撞设施区别

主动预警系统（本系统）：事前干预，阻止船舶靠近桥墩，保护桥梁 + 船舶，运维成本低；

被动防撞（防撞套箱、柔性防撞墩）：事故发生后缓冲撞击，仅降低损坏，无法避免碰撞，维护更换成本极高；

行业标准要求：大型通航桥梁主动预警 + 被动防撞组合配置，双重防护。

八、常见应用场景

城市跨江公路 / 铁路大桥

跨海高速、港口引桥

库区、航道枢纽桥梁

内河通航低净空桥梁