一、项目背景

中国是水路运输大国，水路运输行业是国民经济、对外贸易、社会发展的重要支撑。与公路运输和航空运输相比，水路运输凭借其覆盖范围广、航道投资小、运输能力强、占地少、成本低的优势，在现代货物运输中具有***的地位。   

近年来，随着国民经济的增长和国家政策的支持，我国水路运输行业迅速发展，航运船型日趋大型化、重型化、高速化，船舶流量持续增加，但是很多桥梁还是20世纪建造的，并没有充分考虑到航道通行的各种条件，使得桥梁和通航船舶之间的矛盾日益突出，船舶撞击桥梁的事故亦不断增加，船舶与桥梁碰撞事故发生频***， 事故导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏。

二、方案概述

2.1、方案

系统主要利用物联网+技术解决在通航船舶超高、偏航时及时预警，防止船舶对桥体撞击。为更加有效保护桥梁安全，系统具备水位、能见度、风速监测预警等辅助航行功能。为了防止船舶互撞影响通航安全，系统具备防止船舶互撞预警功能。为方便值班室与船舶进行双向对话，具备远程语音对讲功能。

系统以激光、AIS、VHF、监控技术为核心，配合各类型传感器技术，用系统集成方法将各设备有机结合在一起，通过云计算技术，构建成套的桥梁防撞预警系统，全天候监测过往船舶。通过VHF（甚高频）、电子情报板、声光报警器发布预警信息，采取主动式防撞预警措施，为船舶提供准确的预警信息，确保船舶航行安全，保护桥梁。

系统应预留在桥梁发生坍塌、变形等危险情况时，可通过现场及远程及时预警，系统通过控制VHF（甚高频）、电子情报板、红绿灯、声光报警器等进行预警的端口，以警告人、车、船禁止通行，保障生命财产的安全，为决策部门争取处突时间。

系统具备云通话功能，桥梁管理者可与船舶进行双向通话，使桥梁管理者可及时通告船舶，了解船舶状态，指导船舶安全航行。

系统为了更加***，采用双网络（移动、联通、电信、4G信号等选2）同时运行，防止网络掉线造成运行盲区；采用双电源（市电、清洁能源）运行，防止断电造成运行盲区。

2.2目标及效果  

2.2.1对过往船舶进行通航提示及安全预警。

2.2.2监测过往船舶，发现船舶超高、偏航、互撞迹象，及时预警。

2.2.3记录通航船舶信息。

2.2.4实施桥梁可视化远程监管，实现对桥梁设施、通航等安全的可视化管理。

2.2.5值班室可与桥梁通航船舶双向通话。

2.2.6预留桥梁坍塌预警端口。

2.2.7通过安装桥梁防船撞预警系统，为桥梁科学化运营管养提供数据及支撑。

2.2.8保护生命财产安全。

三、系统介绍

3.1系统设计理念

监测：监测桥梁动态，及时掌握相关数据并形成报表。

预警：发现异常及时报警，***潜在事故的发生。

取证：多途径记录现场状态。

止损：人性化设计，减少二次事故的发生，确保人、车、船安全。

3.2系统架构

系统解决方案是基于“物联网+云计算”技术，根据需求将传感器安装在监测物上，实时采集监测数据，通过网络上传到云服务器。该系统采用云方式进行及时***数据进行存储、管理、预警、统计分析。 

3.3 系统原理

3.3.1桥梁跨越水面部分主要由桥墩及桥面组成，船舶对桥梁的安全风险因素主要有三个：

1) 船舶超高撞击桥梁。

    防撞预警原理：通过激光、图像检测、雷达等技术手段，对桥梁下过往船舶进行超高的监测，提前预警。

2) 船舶超偏航撞击桥墩。

防偏航预警原理：通过AIS、雷达等技术手段，在桥梁下非通航区域设置虚拟警戒区，船舶航行到非通航区域，系统提前预警。

3）桥区船舶互撞撞击桥墩。

防船舶互撞预警原理：通过AIS、雷达等技术手段，对桥通航船舶进行定位，当两艘或多艘船舶船距过近时，系统提前预警。

3.3.2系统主要是通过激光、AIS、图像、 AI、云计算等技术对过往船舶的高度和航迹进行监控。如发生违章超高及偏航事件，通过声、光等技术发出报警信号，同时通过无线电台、AIS、情报板、云通话等提醒船舶，并自动拍摄录像取证，对船舶进行安全提示和预警。

3.4系统拓扑图

桥梁防撞预警系统由主控制器、AIS模块、高度监测模块、船舶监测模块、VHF、警示信息单元、视频监控及取证单元等系统单元及对应的系统软件构成。采用B/S 架构模式（现场系统－－云服务器－－用户）。现场探测模块将数据实时传输给控制主机，控制主机将采集的数据，通过网络上传到云服务器进行计算、储存。用户可通过账号可对相关数据进行查询，方便用户可以在任何地点通过浏览器访问系统数据，观测现场的船舶运行状态、桥梁地图信息、设备在线状态等信息。云服务器备份数据处理不可修改。

3.5功能介绍

系统主要功能有：船舶超高监测及报警功能、船舶偏航监测及预警功能、水位监测及预警功能、能见度监测预警功能、桥区超速航预警功能、虚拟航标功能、云通话功能、坍塌预警功能、软件管理、数据查询及大数据统计功能等。

系统功能模块：主机+模块。智能控制主机；超高监测模块、偏航监测模块、视频监控模块 、防互撞监测模块、云通话模块。

3.5.1 船舶超高监测、预警功能

在桥梁上下游合适位置安装超高监测模块，当船舶超高后，通过VHF对即将进入桥梁的船舶进行实时警告，并可通过PC端及现场预警。

3.5.2船舶偏航监测、预警功能

在桥梁安装偏航监测模块，监测过往船舶，并将数据实时传入后台进行计算，当船舶偏离航道时，通过VHF对船舶进行实时警告，并可通过PC端及现场预警。

3.5.3 AIS船舶身份识别、记录功能

   系统主机具备AIS探测功能，可对过往船舶进行身份识别并记录船舶通航信息，同时配合其他功能完成对船舶的甄别及警告。

3.5.4 VHF甚高频语音提示功能

系统主机具备VHF甚高频语音喊话功能，可实现自动对船舶进行语音提示，并可对过往船舶进行警告。

3.5.5 监控录像、取证功能

根据现场实际情况，分别在桥梁桥底安装监控设备，7×24 小时全天候监视桥区的工作状态，对来往船舶进行实时监控，并将录像存储在服务器，方便后期调取证据，为查处违法行为提供依据。

3.5.6 声、视觉信息警示功能

在桥梁上方安装LED情报板，声光报警器等，当发现船舶超高及其他危险情况时，配合VHF、AIS可自动或通过PC端及现场及时预警。

3.5.7 船舶远程智能语音对讲功能

指挥中心至船舶实时双向对讲，不受距离限制，可实现高清晰语音，调整通信规模简便，增加终端就可完成系统扩容，传输距离***延伸，构筑更广阔范围的船舶通讯系统。

3.5.8 船舶超速预警功能

系统通过接收船舶的 AIS 信号采集到进入桥区所有船舶的速度数据，系统

一旦发现船舶超过设定的安全速度，自动向船舶发出告警信号。

3.5.9 分级管理，数据查询、统计功能  

系统客户可根据工作需要进行权限划分，保存每次报警的时间、录像数据，过往船舶的数据，根据需要，管理人员可以随时调取这些数据进行查阅、统计、打印。

3.6数据传输

系统通过专用传输网络或者 4G 信号，保障视频、报警信息传递的实时性和可靠性。

系统设计双网络运行。

3.7供电

    系统设计宽电压、双电源运行，180-254V、24V可同时供电，亦可单独供电。

四、服务器

4.1服务器选型

概述：系统由服务器硬件、服务器软件组成专用服务器。云服务器由系统承建单位团队建设以及管理。

4.2软件设计

数据收集、分析软件主要为航道管理单位远程访问航道大数据提供服务，软件系统采用 C#开发。系统采用 B/S 架构开发，分布式 Redis 缓存技术，让系统支持大量并发，Web 端能适应从 IE7 到 IE11 和Firefox、Chrome 常用的浏览器。

系统能够接收控制主机数据，进行分析处理，保存监测数据、预警信息、通航信息等。

4.3云平台

通过云平台，可以实现计算机对系统运行进行实时监测、参数设置、系统管理、数据存储等。

系统情报看板模块是桥梁管理和维护人员查询桥梁预警信息的交互式平台，桥梁管理人员、***监管部门等可在不同时间、地点都查阅相关预警信息。

五、网络安全

5.1网络安全设计

系统接入云管理平台的网络安全设计，要求在不影响当前业务的前提下，实现对接网络的安全。

将安全策略、硬件及软件结合起来，构成一个统一的防御系统，减少网络安全风险。通过部署安全产品、实现对不同层次、不同类别网络安全问题的防护。使用网络管理者能很快重新组织被破坏了的文件或应用，使系统重新恢复到破坏前的状态，限度地减少损失。

对服务器的运行状况进行全面监控。

5.2防火墙系统

系统接入云管理平台，所有访问服务器的请求都要经过防火墙安全规则的详细检测。

系统具体参数请联系咨询微信13695202215