背景

隨著我國內河航運事業的迅速發展，由于航道橋梁通航凈高有限，天氣水文等因素的影響以及船舶駕駛人員的失誤，所造成的船只碰撞橋梁的事故屢次出現，嚴重威脅船舶通行的安全、影響了橋梁的結構安全和運營，帶來了巨大經濟損失。

船舶碰撞橋梁的原因通常有個三方面：

一是部分早前建設橋梁已無法滿足當下船舶的通航需求；

部分橋梁如東莞萬江橋、中山沙口大橋、南沙洪奇瀝大橋等多修建于 90 年代初期，在當時的社會發展條件下，通航水域內船舶數量少、噸位小，滿足通航要求；我國近 30 年的高速發展，船舶數量越來越多，噸位越來越大，當時修建的橋梁面對現實通航寬度和高度要求已經不足，造成了近年來船撞橋毀事故頻發。

二是船舶航行受氣侯和水文變化的影響和人員違規失誤：

對通航孔高度判斷失誤（金塘橋、東莞萬江橋、溫州大橋、蓮溪大橋被撞）；航線偏離（九江大橋、洪奇瀝大橋被撞）；臺風、洪水及其它原因等造成的船舶失控等（杭州灣大橋、磨刀門大橋被撞）。

三是航道交通標識設置不當：

通航水域沿線警示設施設置管理不合理或不健全；橋梁通航高度標示、寬度標示、警示標示不規范等。
為避免行船碰撞橋梁的安全事故發生，和有效的提升現狀通航等級，實施對河道行船相對橋梁的超限情況、行駛偏航情況以及影響船只通行的水文參數的動態監視、預警防范，成為一項重要的內容。

相關標準

1）《通航海輪橋梁通航標準》（JTJ311-97）

2）《航道整治工程技術規范》（JTJ312-2003）

3）《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007）

4）《內河通航標準》（GB50139-2014）

5）《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2015）

6）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2012）

7）《中華人民共和國內河避碰規則(2003)》

8）《結構健康監測系統設計標準》（CECS 333:2012）

9）《建筑與橋梁結構監測技術規范》（GB 50982-2014）

系統功能

綜合利用激光掃描技術、機器視覺技術、聲光預警技術、物聯網及工業互聯網技術等，并結合 AIS 技術手段開發對橋梁棧道兩側水域的航行狀態進行監測的自動化電子監測預警系統，實施對河道上欲穿行橋梁的行船監測，識別、警示超高行船停行，監測預判行船在臨近橋梁航道上航行與橋梁發生碰撞的風險狀態和預警，并針對欲碰撞風險狀態下對橋墩防碰撞裝置等的控制啟動。

1）結合船舶出水高度、水文、橋梁當前通航凈高，動態識別、分析行船與橋洞高差狀態。（限高監測）

2）結合船舶行駛的動態過程、橋梁通航的凈寬，動態識別、分析船舶行駛的航道狀態。（限航監測）

3）監測水位、流速等水文和環境信息

4）通過大屏顯示、聲光報警裝置等實施與船舶、管理等人員的信息交互，警示航行狀態。

5）實施視頻影像系統的可視化監管與自動錄像拍攝取證存儲。

6）建立工業互聯網系統，實施專項監管信息的云端大數據管理

系統主要功能有：船舶超高監測預警功能、船舶偏航監測預警功能、水文信息監測功能、航道信息聲光警示功能、視頻影像錄制功能以及監管數據信息管理功能（信息發布功能、軟件管理、數據查詢及大數據統計功能等）

橋梁防碰撞監測預警系統的主要功能描述如下：

1）船舶超高監測預警功能

在橋梁的上下游方向分別安裝布置“橋梁專用防碰撞激光水平掃描裝置”“視頻攝像裝置”，捕捉、采集、分析經過橋梁的船舶是否存在超過橋梁凈高的設施狀態，如果監測發生船舶出現超高情況，將通過聲光警示單元向船舶發出報警信號，【監測采集超高船舶航行到限定橋距時，啟動控制橋墩防碰撞裝置】。

2）船舶偏航監測預警功能

在橋梁的上下游方向分別安裝布置“橋梁專用防碰撞激光垂直掃描裝置”，捕捉、采集、分析經過橋梁的船舶是否存在限制的航道越界狀況，如果監測發生船舶出現越界航道航行情況，將通過聲光警示單元向船舶發出報警信號，【啟動控制橋墩防碰撞裝置】

3）水文信息監測功能

采用水流流速傳感器、水位傳感器、能見度傳感器、風速風向溫度傳感器等實施對水流流速、水位高度、能見度、風速、風向、溫度、濕度進行數字化信息采集和聲光警示單元的數字屏顯，程序化判定多種水文、環境條件下的航行條件，并通過聲光警示單元向船舶發出提示信號。

4）航道信息聲光警示功能

采用大尺寸 LED 顯示屏、警示燈報警器（強光探照燈）、電笛報警器等，實現監測系統對船舶人員的警示與信息狀態標示。

5）視頻影像錄制功能

①普通視頻監控

系統設置視頻監控單元，7×24 小時全天候監視橋區的工作狀態，一旦發生船舶碰撞事故，視頻監控資料作為一個重要的取證資料。

③通過橋梁航行的自動拍照及短視頻功能

船舶進入橋區檢測系統監控區域，系統自動進行拍攝照片以及短視頻錄制，獲取船舶航行通過時的圖像及視頻數據。

6）監管數據信息管理功能（信息發布功能、軟件管理、數據查詢及大數據統計功能等）

接收監測系統前端數據，實施云端平臺系統的信息數字化管理，系統保存異常報警的時間、錄像數據，航行船舶的相關信息數據，相關管理人員可實施數據的查閱、統計、分析。

7）AIS 監管數據信息管理功能（擴展）

水域船舶信息系統功能：獲取 AIS 數據服務功能，獲取船舶信息，關聯對應監測采集數據和影像數據的復合疊加。

虛擬航標、船舶功能：獲取 AIS 數據服務功能，系統將展現記錄航道上的船舶航標位置等信息，以及實現限制航行區域的預警分析功能。

航運監管信息發布功能：系統通過 AIS 短信方式自動向駛入監測水域的船舶發布相關監管信息，如橋梁施工信息、封航信息等。

8）VHF 功能（擴展）

系統通過 VHF 語音警示船舶人員。