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DOI:10.13439/ki.itsc.2023.08.017

桥梁主动防撞预警系统在常泰大桥上的应用

顾屹，吴清扬，袁野

（华设设计集团股份有限公司，江苏南京210000）

摘要：近年来，长江航运量增幅显著提升，导致桥梁遭遇船舶撞击的风险越来越高。为了避免船舶撞击桥梁事故的发生，本文提出了一套跨

江长大桥梁主动防撞预警系统。该系统首先基于AIS、雷达、激光、视频等监测设备，融合海事数据，实时精确识别船舶特征、航速、航迹等信

息。然后利用AIS、VHF、手机App、短信、声光报警等多种手段，提前告知船员超高、偏航等异常状况，对存在碰撞风险的船舶进行提前预警并

提供避险策略，降低船桥碰撞事件的发生风险。

关键词：桥梁防撞；超高检测；异航检测

随着长江航道大规模整治，其航运能力显著提升，船舶最大范围内船舶三维影像，利用热成像相机绘制虚拟超高警戒线，当

通过吨位由原来的千吨级提升至十万吨级，而桥梁增建、航运量检测出的船舶形状超过警戒线则判定超高；宜万铁路宜昌长江大

增加及航速提升导致桥梁遭遇行船撞击的风险越来越大。跨江大桥，是宜万铁路在宜昌过江的一座大桥，其检测手段包括交叉激

桥一旦发生撞击，将带来巨大的经济损失和恶劣的社会影响。针光和AIS，通过交叉激光实时探测船舶高度，通过AIS识别船舶

对船舶误撞桥梁事故原因分析发现，驾驶者疏忽大意、操纵不当身份，记录全程航迹；祥周右江大桥，位于广西壮族自治区百色

是主要原因。为减少船舶撞击桥梁事故的次数，必需提高航行驾市，采用交叉激光实时探测船舶高度，利用雷达进行偏航检测及

驶员的警惕性。为此，目前相关管理部门在桥区水域安全管理过禁航区船舶监测。通过调研目前已有的工程实例，总结出现有的

程中，已经采用了一些主动防撞技术，也起到了一定的效果，但船舶超高及偏航检测手段主要包括激光对射、激光交叉、扫描

船撞桥事故仍时有发生，其主要原因是当前采用的防撞手段存在激光、毫米波雷达、视频分析、热成像、AIS等技术，其各自原

预警距离太短、预警手段单一等局限，导致船舶反应时间不足。理、优缺点、适用场景如表所示。

此外，也存在不同单位协调联动和数据信息共享不畅等问题。常通过综合对比分析各项技术的原理和实现方式，对现有的检

泰长江大桥是长江上首座集高速公路、城际铁路、一级公路“三测手段优缺点、适用度进行总结，具体如下：

位一体”的过江通道，具有技术等级高、交通流量大、风险预警1、现有技术有效预警距离很难突破1000m。根据国内外研究

及应急保障要求高、部分节点和路段安全风险高、气象风险高等现状及主流厂商调研，市面上船舶超高及偏航检测手段的有效检

特点，一旦发生桥梁碰撞事故，将造成极大的经济损失和恶劣的测范围仅为几百m至1000m，且存在不同程度的误报现象。AIS虽

社会影响。本文依托常泰大桥智慧大桥项目，提出并设计了一种能检测到5000m范围，但无法测高且数据延迟大，只能作为辅助

跨江长大桥梁主动防撞预警系统，具备在2km范围内精准识别超手段；

高、轨迹异常等情况的能力，为船舶、监管部门采取紧急措施争2、现有技术识别检测准确率不足。激光对射对河道宽度有

取宝贵的时间。限制，适用于河宽较窄的内河桥梁，不适合长大桥梁。激光扫

描、毫米波雷达、视频分析、热成像、激光交叉等技术手段，存

一、国内桥梁防船撞装置系统现状及问题在不同程度的误报现象，且距离越远误差越大；

3、预警信息无法有效通达。目前，船舶提醒手段仅为

国内桥梁防船撞装置系统技术研究较国外发达国家起步晚，VHF，手段单一。且检测到