技术方案 | 河道桥梁防碰撞解决方案（雷球联动）

毫米波雷达视觉融合&可视化综合平台管控

湖南时变通讯科技有限公司

Time Varying Transmission Co., Ltd

河道与桥梁作为交通基础设施的关键节点，是连接区域经济发展的重要纽带，在水路运输和陆路交通中承担着核心枢纽功能。桥梁结构的安全性直接关系到过往车辆、船舶及人员的生命财产安全，而河道内船舶碰撞、异常漂浮物冲击等风险，可能导致桥梁结构损伤、交通中断甚至灾难性事故，扰乱正常的交通运输秩序，给海事、交通等政府部门带来繁重的管理工作。因此，针对河道桥梁的特殊场景，亟需构建一套集实时监测、精准预警、智能联动于一体的安全防护系统，通过高科技智能化技术实现对碰撞风险的全方位防控，为桥梁安全运营和通航安全提供坚实保障。

河道桥梁所处的水域环境具有显著特殊性：一方面，河道内船舶航行频繁，船型大小不一、航速动态变化，且存在夜间照明不足、驾驶员视线受限等问题；另一方面，自然环境复杂多变，水流、风浪、雨雾、雾霾等天气条件会影响监测设备的感知精度，漂浮物、水鸟、水面波动等干扰因素易导致误判。此外，桥梁下方净空高度、航道宽度等参数直接影响船舶通行安全，需对异常接近行为进行实时预警。

强干扰性图示例

基于上述环境特点，河道桥梁防碰撞系统需满足以下核心要求：

• 高精准探测：对接近桥梁的船舶、大型漂浮物等目标实现精准定位，滤除水鸟、波浪、落叶等非威胁性目标的干扰，将误报率控制在极低水平；

• 全天候监测：设备需具备抗雨雾、抗强光、抗电磁噪音干扰能力，支持 24 小时连续运行，确保在恶劣天气和复杂条件下稳定工作；

• 智能联动响应：一旦检测到碰撞风险（如船舶偏离航道、超高超宽船只接近），系统需即时触发声光报警、视频追踪、数据上传等联动机制，为管理部门提供实时决策依据；

• 可视化管理：通过多源数据融合技术，将雷达监测数据与视频画面实时耦合，实现对桥梁周边水域的全场景可视化监控，支持历史数据回溯与风险趋势分析。

本方案采用先进的毫米波雷达视觉融合桥梁防撞监测技术，通过多维度、多模态的感知手段对桥梁周边水域进行全天候监测，精准捕捉船舶异常接近、超高超宽船舶通行、漂浮物撞击等碰撞风险，实时将预警信息推送至航道管理部门与桥梁运维单位，同时触发视频监控系统联动上屏，实现全流程可视化预警管理。

系统由周界安防雷达传感器、全彩智能球机、雷视融合智能AI终端盒子和紧急报警等周界防范设备组成，基于主动式碰撞风险预警联动机制，可实现声光警示、视频追踪、数据上传的一体化响应。具备对船舶、大型漂浮物的精确测距与定位，能有效过滤水鸟、波浪等环境干扰，实现桥梁周边水域的立体化、可视化监测覆盖。

通过雷达实时数据与高清视频的深度融合分析，系统可精准识别目标类型（区分船舶、漂流物、水生物等）并动态追踪运动轨迹，在检测到碰撞风险时自动触发三级预警：通过 VHF 船舶通信系统发送语音警示；现场声光电预警（船用探照灯、电笛和LED桥轮廓闪烁报警）；智能球机自动锁定目标并启动超高清追踪录像，实时画面秒级推送至监控中心大屏，向值班人员发送包含目标坐标、速度、风险等级的详细预警信息，形成 "监测 - 识别 - 预警 - 处置" 的全闭环防控体系。

该方案针对河道桥梁复杂水域环境优化设计，具备强抗雨雾干扰、高精度目标分类、低误报率预警等技术优势，可有效解决传统监控系统在夜间监测盲区、恶劣天气误报、目标定位模糊等问题，为桥梁结构安全与航道通航安全提供全方位技术保障。

河道桥梁防碰撞系统示意图

本系统是开放式的河道桥梁防碰撞监测预警系统，具备强大的兼容性，可无缝对接航道管理常用的各类监测设备，如船舶AIS自动识别系统、航道水文监测传感器、桥梁结构健康监测装置、CCTV视频监控等系统。系统既能独立运行，对河道桥梁进行实时监测预警，也能与其他系统实现集成联动，快速确认碰撞风险并进行处理，全方位保障桥梁和通航安全。

时变通讯聚焦河道桥梁安全防护领域，持续深耕技术研发。此次推出的河道桥梁防碰撞监测预警系统，是公司多年技术积累与创新实践的重要成果。该系统已在国内多个项目中投入使用，经过实际场景验证，其监测误报率低，设备运行稳定可靠，各项性能指标均达到并超越行业标准，能够为河道桥梁安全管理提供坚实保障 。

雷达数据与摄像机数据

GB50198-94 民用闭路监视电视系统工程技术规范

lGB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范

lGB50348-2004 安全防范工程技术规范

lGB50394-2007 入侵报警系统工程设计规范

lGB50395-2007 视频监控系统工程设计规范

lGB50396-2007 出入口控制系统工程设计规范

lGB10408.1 入侵探测器通用技术条件

lGB12663-2001 防盗报警控制器通用技术条件

lGA/T75-94 安全防范工程程序与要求

lGA/T367-2001 视频安防监控系统技术要求

lGA/T368-2001 入侵报警系统技术要求

lIEC1000-95 电磁兼容性·EMC。

本河道桥梁防碰撞监测预警系统将前端设备周界安防雷达传感器、全彩智能球机安装于桥梁关键部位，依据桥梁结构安全要求与航道通航规则，从桥梁核心区域到航道外围，划分出一级、二级、三级危险预警区域，构建起全方位、多层次的立体防护体系。

当识别有碰撞风险的船舶或漂浮物进入三级预警区域时，系统通过 VHF 船舶通信系统发送语音警示，提醒目标及时调整航向、规避危险；若目标继续逼近，进入二级预警区域，系统将自动触发现场声光电预警（船用探照灯、电笛和LED桥轮廓闪烁报警）;一旦目标闯入一级核心危险区域，系统开启视频追踪功能，高清智能球机迅速锁定目标，实时采集视频画面并上传至监控中心，发送包含目标坐标、速度、风险等级的详细预警信息，供管理人员研判风险，同步联动航道管理部门、海事执法单位等相关力量，快速响应并采取管制、拦截等应急处置措施。

三层预警防护示意图

系统包含周界安防雷达传感器、全彩智能球机和雷视融合智能AI终端盒子等核心设备组成，运用先进的数据融合算法，具备极强的抗环境干扰能力，即便在雨雾、夜间等恶劣条件下，也能实现远距离精准探测，有效识别船舶、大型漂浮物等威胁目标，保持极低的误报率。

通过平台系统以二维或三维电子地图为可视化载体，直观呈现桥梁周边水域态势，精准定位危险目标，取代传统单一监测设备的局限性。一旦监测到碰撞风险，系统将迅速联动海事通信系统、船舶交通管理系统、桥梁运维管理平台，实时推送预警信息至各相关部门及执勤岗位，实现险情快速发现、高效处置，为河道桥梁安全运行筑牢可靠防线。

系统集成拓扑图

系统以 “零误报、零漏报” 为核心目标，从设备选型、技术架构到功能设计全方位保障可靠性。在设备选型上，选用工业级高精度周界安防雷达传感器、全彩智能球机，内置自适应滤波算法与目标识别 AI 模型，通过对船舶航行轨迹、漂浮物运动特征的深度学习，有效排除波浪起伏、水鸟活动等干扰因素，确保监测数据精准可靠。同时采用多阈值分级报警机制，结合目标速度、距离、航向角等多维参数综合判断，相比传统单一阈值报警大幅降低误报概率。

针对设备故障、网络中断等突发情况，系统构建冗余备份机制：关键节点部署双雷达、双球机互为热备，当主设备异常时自动切换，保障信息实时稳定传输。此外，前端设备均通过防水防尘、抗冲击认证，可配备防拆卸报警装置，一旦发生非法拆卸或外力破坏，立即触发系统警报，确保设备全天候稳定运行。

系统采用全数字化架构进行顶层设计，以开放性协议为基础，支持与现有航道管理系统、海事通信系统无缝对接。通过数据中台实现多源异构数据的统一采集、清洗与分析，避免信息孤岛。

在可视化层面，以二维或三维电子地图为可视化载体，将雷达监测数据、视频画面、航道水文信息等深度融合，为管理人员提供全局视角的桥梁水域安全态势，形成 "监测 - 识别 - 预警 - 处置" 全流程数字化闭环管理。

充分复用河道管理部门现有的通信基站、光纤网络等基础设施，系统设备采用标准化接口与协议，可直接接入现有监控平台，避免重复建设与资源浪费。同时，支持模块化弹性部署，根据桥梁重要程度、航道通航密度等差异，灵活调整设备配置与监测范围：繁忙航道加密部署多雷达、球机阵列，偏远区域精简设备组合，实现按需防护，杜绝过度投资或防护盲区。

面向未来发展需求，系统具备强大的扩展能力：硬件层面预留标准化接口，可无缝接入新增的雷达、传感器等设备；软件层面采用微服务架构，支持功能模块的动态扩展与升级，轻松应对船舶流量增长、新航道开通等变化，持续满足河道桥梁安全管理的多样化需求。

河道桥梁防碰撞系统采用毫米波雷达与视觉识别融合技术，通过前端设备协同工作，实现高精度监测与低误报预警。其中周界安防雷达传感器利用电磁波对桥梁周边水域进行实时扫描，精准探测船舶、漂浮物的位置、速度及运动轨迹；全彩智能球机凭借高清摄像头与智能算法，对目标进行视觉识别，区分船舶类型、判断漂浮物危险程度；雷视融合智能AI终端盒子则作为系统核心，对雷达回波数字信号进行深度分析，同步开展视觉智能识别，并将雷达数据与视觉信息进行融合处理，通过时空校准、特征关联等算法，消除单一传感器在恶劣天气（雨雾、黑夜）、水面波动、鸟类活动等复杂环境下的误判风险，实现高性能、低误报的精准监测；报警网络控制中心模块作为系统中枢，接收处理预警信息，联动海事部门、航道管理系统及现场声光报警装置，实现快速响应。

该系统具备高度兼容性，支持与现有航道管理设备无缝对接，如船舶自动识别系统、桥梁健康监测传感器、航道视频监控系统等。前端设备可通过网络 IP 协议或物理接口，轻松接入航道监控平台，既可作为子系统融入整体管理体系，也能独立运行，通过专用可视化综合平台进行设备管控、数据展示与预警操作，灵活满足不同桥梁与航道的安全管理需求。