桥梁通航净空高度动态监测预报系统研究 .docx
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2022-06-24
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桥梁通航净空高度动态监测预报系统研究
摘要]本文介绍了现有桥梁净空高度监测现状，针对现有桥梁净空监测系统弊端，通过各种
方案比照，设计了基于雷达脉冲的桥梁水位高度测量系统，并通过 GPRS 网络与监控中心进
行数据传输，监控中心通过 AIS 短信息效劳和 VHF 紧急呼叫等多途径发布桥梁净空高度信息，
保障及时准确地将信息发布到船舶的通信终端，确保船舶平安通过桥梁。该系统可为船舶驾
驶员提供有效的效劳，保障桥梁和船舶平安，提升效劳水运能力，具有重要的实用价值。
[关键词]桥梁通航；净空尺度；雷达水位计；GPRS
2021
[中图分类号]TP315[文献标识码]A[文章编号]1673-0194〔2021〕13-0153-05
1 内河航运桥梁通航净空尺寸研究现状
随着我国航运业的开展，内河船舶趋向大型化，不少江海直达海轮进入内河航道，内河航运
业开展迅速，通航密度、船舶吨位不断增加，但是内河航道上不少桥梁存在通航净高缺乏，
致使船舶碰撞桥梁事故时有发生。桥梁的通过能力，即可以平安通过的船舶吨位，根据当时
桥区的水位的不同而改变，但由于枯洪水期的变化、地形特点以及地理位置影响，水位的变
化情况不尽相同，水位的快速变化会导致桥梁通过能力的改变，水位低时能通过桥区的桥梁，
很多在髙水位时是通过不了的。局部河道有山区河流存在，水位变化大，水位对通航影响大，
水位的突然变化严重威胁着桥梁船舶人员的平安。根据?内河交通平安标志 GB13851?等标准
和标准的规定，为保障船舶和桥梁等过河建筑物自身的平安，设置实时通航净空高度信息警
告〔或提示〕标志是十分必要的。特别是在水位变化大的河段或时段，设置实时通航净空高
度信息警告〔或提示〕标志尤为重要。
由于桥区水域复杂，各种碍航设备多，桥梁等水上建筑的存在，使得桥区水域的环境与其他
水域相比，有着特有的复杂性，如桥梁周围由于通航孔的作用，往往会改变其周围的风向、
风速，桥域的存在使得流速、流向等也往往比宽阔水域紊乱。对于感潮河段，以及山区河流
等特殊河段，河流水位变化剧烈，加之桥梁净空尺度往往缺乏，使得实时的水位信息对于船
舶操纵人员十分重要，当前许多桥梁没有净空高度监测设备，局部采用标尺显示桥梁实时通
航净空高度，但存在所提示的信息是静态信息，而随水位变化的净空高度动态信息没能反映，
同时可见度低。为此，本文设计以一种新型的实时净空高度信息航运效劳平台，将桥梁的净
空高度信息实时发布给过往船只，确保通行平安。
2 桥梁通航净空尺度动态监测系统
设计桥梁通航净空高度动态监测预报系统如图 1 所示，系统由四个局部组成：水位遥测终端、
数据通信网络、数据监测中心、预警信息发布平台。
水位遥测终端以 STM 单片机为控制核心，结合雷达水位计、供电系统、温度测量系统构成
桥梁净空高度检测系统，其中供电系统根据现场环境可选择太阳能供电或者是市电供电。数
据通信网络主要作为通信链路，可以配置为有线或者无线方式，無线通信模块内置公众移动
通信网 SIM 卡，其主要作用是将前端单元设备探测的水位信息利用 GPRS/CDMA 网络传输到
数据监测中心的效劳器上。净空高度检测系统，利用雷达测距原理，将雷达水位计安装在通
航桥梁通航孔上，高频微波脉冲垂直向下发射较窄的微波脉冲，经天线向下传输，微波接触
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