本發(fā)明屬于水運(yùn)，具體涉及一種基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法。

背景技術(shù)：

1、水運(yùn)是綜合運(yùn)輸體系和水資源綜合利用的重要組成部分，內(nèi)河航道的橋梁數(shù)量眾多,在船舶通行中發(fā)生碰撞的概率也顯著提升，給航道運(yùn)輸帶來(lái)了一定的阻礙和限制，同時(shí)內(nèi)河航運(yùn)的蓬勃發(fā)展也使得橋梁安全問(wèn)題面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2、但是在航線內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)水位高度、天氣導(dǎo)致的能見(jiàn)度等環(huán)境因素，為通航橋梁安全通航增加了難度，而且突發(fā)事件也影響船舶在橋梁順利通航，從而提高船舶因違章航行造成航道碰撞橋梁的安全事故概率。

3、隨著bim技術(shù)在工程項(xiàng)目管養(yǎng)階段的應(yīng)用越來(lái)越多，需要一種基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法，通過(guò)三維模型與相關(guān)信息互動(dòng)的可視化方式，可以直觀展示橋梁結(jié)構(gòu)基本信息、監(jiān)測(cè)信息、預(yù)警信息和狀態(tài)信息，指引管理人員快速查看、定位、處置結(jié)構(gòu)異常，提升管養(yǎng)的信息化水平、效率和服務(wù)。

4、公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法，以解決背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、一種基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法，包括以下步驟：

4、s1.通過(guò)無(wú)人機(jī)傳輸?shù)男畔?，定點(diǎn)繪制橋梁河道模型，并上傳至系統(tǒng)平臺(tái)；

5、s2.通過(guò)圖像與雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)解析分析檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的船舶，高速非重復(fù)掃描激光雷達(dá)和圖像分析深度學(xué)習(xí)技術(shù)疊加結(jié)合，通過(guò)高速非重復(fù)掃描技術(shù)和多線封裝激光器，發(fā)射出點(diǎn)云，捕捉視場(chǎng)上船舶點(diǎn)云數(shù)據(jù)分布，分別對(duì)通航船舶檢測(cè)判斷是否偏航和超高，自動(dòng)聯(lián)動(dòng)觸發(fā)預(yù)警通知模塊通知對(duì)應(yīng)的船舶；

6、s3.采用激光交叉測(cè)距檢測(cè)方式，在橋梁上下游各安裝兩臺(tái)激光超高檢測(cè)設(shè)備，兩臺(tái)安裝角度非平行形成一定的夾角，超高預(yù)警距離可達(dá)1km；當(dāng)船舶超高，則在船舶行進(jìn)過(guò)程中，必然會(huì)觸碰其中一束激光，此時(shí)，激光測(cè)距儀將會(huì)依次收到反射信號(hào)，確認(rèn)船舶超高；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)往船舶通航高度對(duì)進(jìn)入輻射區(qū)超高船舶發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)；

7、s4.橋梁由主橋和引橋共同組成，對(duì)橋梁航道以外非通航同時(shí)采用ais的船舶定位系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)入非通航區(qū)域繪制電子圍欄，如果配備ais船舶進(jìn)入該非通航區(qū)域，將記錄該船舶的ais動(dòng)態(tài)信息，并對(duì)其發(fā)出vhf預(yù)警通知；

8、s5.當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急情況檢測(cè)到橋梁通航違章預(yù)警時(shí)，自動(dòng)記錄上報(bào)橋梁當(dāng)前預(yù)警類(lèi)型、預(yù)警時(shí)間、違章船舶基本信息、橋梁水文環(huán)境信息及現(xiàn)場(chǎng)圖像抓拍明細(xì)。

9、作為優(yōu)選，步驟s5中出現(xiàn)應(yīng)急情況時(shí)的具體步驟如下：

10、s51.應(yīng)急啟動(dòng)

11、下發(fā)通知組織相關(guān)應(yīng)急人員，對(duì)應(yīng)急事件橋梁快速定位及周邊應(yīng)急資源信息查看，顯示人員基本信息，包括單位部門(mén)、聯(lián)系方式，供管理人員快速進(jìn)行人員調(diào)配；

12、s52.應(yīng)急處置

13、人工指揮處置應(yīng)急事件，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)橋梁不同的預(yù)警類(lèi)型，進(jìn)行分類(lèi)處理；事故前，主動(dòng)監(jiān)測(cè)的預(yù)警信息，進(jìn)行預(yù)先處理，制定預(yù)處理方案，在應(yīng)急指揮一張圖中進(jìn)行查看；事故后，可以根據(jù)事件處置情況對(duì)既有的救援處置方案進(jìn)行優(yōu)化修改；

14、s53.結(jié)束應(yīng)急響應(yīng)

15、在完成預(yù)警信息或應(yīng)急處置后，解除預(yù)警提醒，恢復(fù)航道正常同行。

16、本發(fā)明還提供了一種用于所述基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括定位和告警系統(tǒng)，所述定位和告警系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和業(yè)務(wù)應(yīng)用管理層組成。

17、作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)采集層包括偏航預(yù)警監(jiān)測(cè)單元、超高預(yù)警監(jiān)測(cè)單元、水位氣象監(jiān)測(cè)單元、視頻監(jiān)控單元、無(wú)線預(yù)警通信單元、船舶信息采集單元、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警通知單元、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集管控單元和后臺(tái)管理單元。

18、作為優(yōu)選，所述偏航預(yù)警監(jiān)測(cè)單元通過(guò)激光雷達(dá)掃描檢測(cè)通航航道區(qū)域中船舶航行位置，結(jié)合ais與圖像識(shí)別深度學(xué)習(xí)算法，測(cè)算判斷船舶航行軌跡路線是否偏航。

19、作為優(yōu)選，所述水位氣象監(jiān)測(cè)單元利用環(huán)境傳感器對(duì)橋梁周邊風(fēng)向、風(fēng)速和水位高度狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

20、作為優(yōu)選，所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警通知單元的通知方式包括以下三種：

21、a.現(xiàn)場(chǎng)通知

22、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)led預(yù)警屏、高音語(yǔ)音喇叭和通航預(yù)警燈進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通知，當(dāng)主動(dòng)防撞系統(tǒng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)可能存在超高偏航違章通航時(shí)，系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備發(fā)出預(yù)警通知；

23、b.平臺(tái)通知

24、通過(guò)甚高頻電臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通知，發(fā)送語(yǔ)音到船舶高頻電臺(tái)，船員偵聽(tīng)到預(yù)警信息可立即停航檢測(cè)船舶航行狀況，若無(wú)發(fā)送違章通航時(shí)，甚高頻同時(shí)也會(huì)自動(dòng)定期發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)通航環(huán)境狀況；

25、c.預(yù)警短信通知

26、將發(fā)生預(yù)警的橋梁，以短信的形式通知值班人員；通過(guò)短信信息，可了解現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警橋梁名稱(chēng)、預(yù)警類(lèi)型和預(yù)警時(shí)間基本信息。

27、作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)處理層對(duì)前端設(shè)備采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理與聯(lián)動(dòng)分析預(yù)警超高和通航偏航，提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，并與三方系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

28、作為優(yōu)選，所述業(yè)務(wù)應(yīng)用管理層的用戶(hù)對(duì)橋梁統(tǒng)一查看管理船舶通航信息和設(shè)備狀態(tài)，發(fā)布實(shí)時(shí)違章預(yù)警信息以及現(xiàn)場(chǎng)水文氣象信息提示通航船舶，同時(shí)根據(jù)告警信息聯(lián)動(dòng)突發(fā)應(yīng)急事件處置管理流程。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

30、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)船舶超高預(yù)警和船舶偏航預(yù)警檢測(cè)，防止船舶超高碰撞橋梁及船舶偏航進(jìn)入非通航區(qū)或禁航區(qū)碰撞橋墩；后臺(tái)管理多方式遠(yuǎn)程通知現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警信息以及周邊環(huán)境水文氣象信息提醒，包含高頻電臺(tái)通知、現(xiàn)場(chǎng)大功率高音喇叭等通知；另外，通過(guò)獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)水位高度和能見(jiàn)度等環(huán)境數(shù)據(jù)，有效助航，為通航橋梁安全通航提升服務(wù)質(zhì)量；其次，可有效降低船舶因違章航行造成航道碰撞橋梁的安全事故概率，提升橋梁通航安全保護(hù)；且通過(guò)預(yù)警信息聯(lián)動(dòng)應(yīng)急指揮處置，實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急處置管理，提升事件處置響應(yīng)速度，有效減少事件對(duì)通航的影響，盡快恢復(fù)通航秩序。

技術(shù)特征：

1.一種基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法，其特征在于，步驟s5中出現(xiàn)應(yīng)急情況時(shí)的具體步驟如下：

3.一種用于權(quán)利要求1或2所述基于bim的橋梁碰撞定位和告警方法的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括定位和告警系統(tǒng)，所述定位和告警系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和業(yè)務(wù)應(yīng)用管理層組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集層包括偏航預(yù)警監(jiān)測(cè)單元、超高預(yù)警監(jiān)測(cè)單元、水位氣象監(jiān)測(cè)單元、視頻監(jiān)控單元、無(wú)線預(yù)警通信單元、船舶信息采集單元、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警通知單元、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集管控單元和后臺(tái)管理單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航預(yù)警監(jiān)測(cè)單元通過(guò)激光雷達(dá)掃描檢測(cè)通航航道區(qū)域中船舶航行位置，結(jié)合ais與圖像識(shí)別深度學(xué)習(xí)算法，測(cè)算判斷船舶航行軌跡路線是否偏航。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水位氣象監(jiān)測(cè)單元利用環(huán)境傳感器對(duì)橋梁周邊風(fēng)向、風(fēng)速和水位高度狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警通知單元的通知方式包括以下三種：

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理層對(duì)前端設(shè)備采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理與聯(lián)動(dòng)分析預(yù)警超高和通航偏航，提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，并與三方系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述業(yè)務(wù)應(yīng)用管理層的用戶(hù)對(duì)橋梁統(tǒng)一查看管理船舶通航信息和設(shè)備狀態(tài)，發(fā)布實(shí)時(shí)違章預(yù)警信息以及現(xiàn)場(chǎng)水文氣象信息提示通航船舶，同時(shí)根據(jù)告警信息聯(lián)動(dòng)突發(fā)應(yīng)急事件處置管理流程。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于水運(yùn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于BIM的橋梁碰撞定位和告警方法，包括以下步驟：S1.通過(guò)無(wú)人機(jī)定點(diǎn)繪制橋梁河道模型，上傳至系統(tǒng)平臺(tái)；S2.通過(guò)圖像與雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)解析分析檢測(cè)發(fā)現(xiàn)船舶，對(duì)通航船舶檢測(cè)判斷是否偏航、超高；S3.采用激光交叉測(cè)距檢測(cè)方式，對(duì)進(jìn)入輻射區(qū)超高船舶發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)；S4.對(duì)橋梁航道以外非通航同時(shí)采用AIS的船舶定位系統(tǒng)預(yù)警通知；S5.當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急情況檢測(cè)到橋梁通航違章預(yù)警時(shí)，上報(bào)橋梁當(dāng)前基本信息、橋梁水文環(huán)境信息、現(xiàn)場(chǎng)圖像抓拍明細(xì)。該基于BIM的橋梁碰撞定位和告警方法實(shí)現(xiàn)船舶超高預(yù)警檢測(cè)，防止船舶超高碰撞橋梁；實(shí)現(xiàn)船舶偏航預(yù)警監(jiān)測(cè)，防止船舶偏航進(jìn)入非通航區(qū)或禁航區(qū)碰撞橋墩。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭小濤,彭浩,楊逸,張松濤,孫旭,宋金菊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十一局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10