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龙图腾网恭喜交通运输部水运科学研究所申请的专利一种移动式桥坝区船舶通航前置预警设施及工作方式获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN112484705B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202011207760.1，技术领域涉及：G01C13/00；该发明授权一种移动式桥坝区船舶通航前置预警设施及工作方式是由周家海;宁文龙;赵溦设计研发完成，并于2020-11-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种移动式桥坝区船舶通航前置预警设施及工作方式在说明书摘要公布了：本发明公开了一种移动式桥坝区船舶通航前置预警设施及工作方式，所述的设施配置5G通信模块、超声波风速仪、船体扫描仪、能见度仪并安装在水上安装架上，单波束测深仪、水流计安装在水下安装架上，浮体姿态测量仪、太阳能电池板、安装架固定在浮体上，锂电池组、主控处理计算机、AIS收发器安装在浮体舱内。本发明可对桥坝区过往船舶进行通航安全检测，判断船舶通航安全结果，进行船舶通航安全预警，同时配备太阳能电池板、锂电池组和5G通信模块，使用时无需铺设额外供电线缆和通信线缆，可部署在桥坝区任意水域，并能根据使用者要求进行位置移动。本发明使用时不需船舶停靠、部署灵活、预警准确，同时结构轻巧，为后期的设备维护、保养提供便利。

本发明授权一种移动式桥坝区船舶通航前置预警设施及工作方式在权利要求书中公布了：1.一种移动式桥坝区船舶通航前置预警设施的工作方式，其特征在于，包括移动式桥坝区船舶通航前置预警设施，其包括水上安装架8、水下安装架14、浮体17，三者通过焊接或者螺栓连接固定构成设施主体结构；所述水上安装架8分设多层平台，各层平台平行浮体17表面，顶层安装VHF天线1、GPS天线2、5G通信模块3、超声波风速仪4，中间层安装船体扫描仪5、能见度仪6、航标灯7；所述水下安装架14安装在浮体一侧，底部安装有单波束测深仪12和水流计13并浸入水中，单波束测深仪声波发射方向和水流计探针垂直浮体表面；所述浮体17表面水平，表面安装有太阳能电池板9和姿态仪10，姿态仪基准面平行浮体表面，浮体舱体内布置锂电池组11、AIS收发器16和主控处理计算机15；所述VHF天线和GPS天线通过数据线缆连接到AIS收发器，配合AIS收发器共同工作；所述5G通信模块、超声波风速仪、船体扫描仪和能见度仪通过数据线缆连接到主控处理计算机；所述单波束测深仪和水流计通过数据线缆连接到主控处理计算机；所述太阳能电池板和锂电池组共同为整套设施供电，并且太阳能电池板和锂电池组功率满足设施用电需要；所述船体扫描仪5包括防护外壳501、毫米波雷达502、激光雷达阵列503、工业相机504；所述毫米波雷达测量获取船舶航速和航向数据，并负责判断船舶是否入场；所述激光雷达阵列通过组合多个激光雷达获得大于等于90°的垂直视场角，从而同时测量获取船舶外形轮廓三维点云数据和水面点云数据，探测量程达到100m@20％反射率；所述工业相机为激光雷达阵列提供辅助语义分割基准；所述防护外壳为毫米波雷达、激光雷达阵列、工业相机提供安装固定平台，并提供IP65级及IP65级以上防护；所述船体扫描仪实时获取船舶进出场信号、船舶航速航向数据、外形轮廓数据发送给主控处理计算机；所述AIS收发器用于接收设施布置区域内船舶发送的AIS信息数据，并发送给主控处理计算机；所述5G通信模块能对外进行双向通信，发布船舶航行预警信息，并可接受控制信息进行设施设置；所述超声波风速仪实时采集设施布置区域附近风速数据，并发送给主控处理计算机；所述能见度仪实时采集设施布置区域附近能见度数据，并发送给主控处理计算机；所述航标灯按布置水域规定的照射角度和能见距离进行工作，为船舶夜间通航提供导航和警告；所述单波束测深仪实时采集设施布置区域水位数据，并发送给主控处理计算机；所述水流计实时采集设施布置区域附近流速数据，并发送给主控处理计算机；所述姿态仪实时测量设施主体结构横倾和纵倾姿态数据，并发送给主控处理计算机用于修正流速数据、船体测量数据；所述主控处理计算机内置船舶通航前置预警模型，实时接受船舶外形轮廓数据、船舶航速航向数据、AIS信息数据、风速数据、能见度数据、水位数据、流速数据、设施主体结构横倾和纵倾姿态数据并进行船舶安全检测结果运算，根据结果判断船舶是否违反桥坝区船舶通航安全准则，并发送前置预警信息；所述移动式桥坝区船舶通航前置预警设施的工作方式包括以下步骤：4.1设施布置在远离桥坝区水域3公里～15公里水域处，在船舶进入桥坝区水域前进行船舶通航安全检测，同时在船舶进入桥坝区水域后实时追踪船舶的航行安全情况；4.2目标船舶入场检测，设施通过毫米波雷达探测到有船舶进入检测视野，主控处理计算机通过解析AIS收发器采集到的实时AIS报文，从中得到目标船舶的船舶名称和MMSI号码；4.3根据计算出的目标船舶尺寸判断船舶能否安全通过桥坝区水域，在判断不能通过时，发出预警信息，这一步骤具体为：主控处理计算机控制船体扫描仪采集从目标船舶进入检测场到离开的激光数据和图像数据，令激光点云数据投射到二图像平面进行语义分割，配合设施姿态数据进行激光点云数据几何校准，后进行前后帧特征匹配和拼接，得到完整的目标船体三维点云数据，并计算出目标船舶的净空高度和船宽；主控处理计算机实时采集桥坝区水域的水位数据，并根据设施姿态数据进行修正，得到准确的水位数据；依据桥坝区建筑可通行高度和水位关系、船舶净空高度、实时水位数据判断船舶是否超高，若是，则判定目标船舶无法安全通过桥坝区水域，发出预警信息；依据桥坝区建筑可通行宽度和船舶船宽判断船舶是否超宽，若是，则判定目标船舶无法安全通过桥坝区水域，发出预警信息；4.4采集桥坝区气象水文数据判断船舶能否安全通过桥坝区水域，在判断不安全时，发出预警信息，这一步骤具体为：主控处理计算机实时采集桥坝区水域的风速、能见度、流速数据，并根据设施姿态数据修正流速数据，得到准确的桥坝区气象水文数据，判断风速是否大于等于3级风、能见度是否小于等于100米、流速是否大于等于5米秒，若三个判定条件满足一个，则判定目标船舶无法安全通过桥坝区水域，发出预警信息；4.5根据船舶在桥坝区航行期间轨迹预判船舶是否航行安全，在判断不安全时，发出预警信息，这一步骤具体为：主控处理计算机通过解析AIS收发器采集到的实时AIS报文，筛选得到桥坝区水域内正在驶向桥坝区的目标船舶位置信息、实时航向信息、速度信息，依据目标船舶位置、航向、速度信息，预测生成目标船舶航行轨迹，并根据AIS报文更新预测航行轨迹，判断目标船舶预测轨迹位置是否会触碰桥坝区水面建筑位置，若是，则判定目标船舶无法安全通过桥坝区水域，发出预警信息。

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