技术驱动安全:毫米波雷达为桥梁构建防撞“盾牌”


技术驱动安全:毫米波雷达为桥梁构建防撞“盾牌”

业务背景
1、2024年2月22日05时30分左右,一艘集装箱船航经洪奇沥水道时因天气情况、船只偏航触碰沥心沙大桥桥墩,致沥心沙大桥桥面断裂。事故共计造成5人死亡1名船员受轻微伤。
2、2007年6月15日,一艘运砂船因偏航撞击广东九江大桥,导致桥面塌陷,造成8人死亡1人失踪。

(图片来源于网络如有侵权请私信删除)


政策指导方向
2024年财政部与交通运输部发布《关于支持引导公路水路交通基础设施数字化转型升级的通知》,2024-2026年间70%内河重要高等级航道完成数字化升级改造,毫米波雷达等智能传感设备成为桥梁安全监测必不可缺的一环。


桥梁防撞痛点
复杂水域:航道距离远、弯曲、水流湍急、船只航向调整频繁。需要一款有效精准定位船只的位置的传感设备。
极端天气:大雾(能见度<100m)、暴雨等恶劣天气影响。亟需能24小时适用各种天气的智能设备进行有效监测。
人工观测困难:船只通行数量多、大小不一致,人工观测无法多目标同时处理且存在较大误差。需要一款能主动探测、多目标跟踪的智能传感设备进行精准识别。
 

目前市场方案对比

1、现有桥梁防撞主动预警方式

CCTV监控、AIS船舶主动上报、激光雷达

技术指标

CCTV监控

AIS主动上报

激光雷达

毫米波雷达+视觉

探测性能

≤500m视场角受限

全区域

300m

最远探测可达1.5km~3km

测距精度

米级以上

3-10m

±2cm

精度较高±0.5m

可靠性

天气、光线影响严重

全天候工作

天气、光线影响严重

全天候工作、数据实时刷新

实时性

实时

≥3s

实时

实时

成本

 

2、毫米波雷达+视觉特点

  • 雷达高精度定位引导高清球机对目标进行轨迹追踪,聚焦物体细节特征(如船舷号等);
  • 雷达水平探测90°大视场角、最远探测距离1.5km~3km、河道区域全覆盖,船只高精度定位;
  • 毫米波传播衰减小、穿透性强,受自然光与热辐射源影响小,能够适应各种复杂天气与环境;
  • 雷达‘即插即用’,通过一体化设计和内置芯片,能主动探测并直接输出已处理好的目标方位信息。
    综合设备性能、可靠性、成本等多方面因素,毫米波雷达+视觉是具备较高性价比的解决方案。

 

基于毫米波雷达系统方案
1、系统结构

毫米波雷达核心工作:

  • 对河道内船只进行精准定位,1km外预测船只运动趋势,存在偏航风险目标时进行VHF提醒;
  • 对河道内船只进行轨迹跟踪,500m内偏航船只主动报警,联动LED显示、定向语音等声光电预警;
  • 当船只运行进入危险撞击区域时,雷达记录船只完整行进轨迹与视觉记录船只特征(船舷号等),便于事后调查取证。

 

2、WTR1500W
WTR1500W是一款宽波束,探测船距离达到1500米的区域型水域航迹监测雷达,采用FMCW调制,运用MIMO、TBD、JPDA及微多普勒感应等多种先进技术,能够高精度地检测运动目标的距离、角度等信息,同时基于神经网络技术建立雷达环境认知思想,有效滤除树木、飞鸟、水花等虚假目标,具有灵敏度高、检测范围广、环境适应力强、探测准确、易于集成、性能稳定、性价比高等特点。

型号

WTR1500W

更新率

8Hz

工作电压

12V DC/PoE+供电

功耗

17W(@12V DC 25℃)

工作温度

-40℃~+65℃

调制波形

FMCW

波束宽度

90°×13°

测距范围(小船)

800m

测距范围(大船)

1500m

测距精度

±3m

外形尺寸

235×175×47.5mm

防护等级

IP66(防护等级非永久标准,防护能力可能因产品磨损而下降)

输出接口

RJ45,10/100/1000M自适应,1路报警输出,可现场驱动声光报警器

认证

CE、RoHS、防爆合格证

法律法规

在部分国家或地区,毫米波雷达可能无法开启或只能部分使用功能,详情请参考当地法律法规。

 

3、现场雷达安装
现场设备:上游/下游毫米波雷达2台、高清球机2台、服务器1台
方式1:毫米波雷达安装在桥梁中间

适用场景:预算有限、航道直线距离>500m、发挥雷达最大探测性能监测河道内船只位置与航向信息;
 

方式2:毫米波雷达侧装在桥梁两侧

适用场景:预算充足、航道直线距离<500m、能有效减少雷达盲区,探测区域覆盖桥墩位置; 
 

方式3:毫米波雷达安装在远端岸边探测桥梁方向

适用场景:预算充足、航道直线距离>500m、能够有效减少雷达盲区、覆盖桥墩位置、并保留雷达远距离探测性能。 


客户收益
实时监控报警:通过系统对船只操作者与监管方进行主动预警,降低风险行为的发生率,减少因船员操作失误导致的潜在威胁。


全时段全气候的技术手段升级:依靠新技术对过往船只进行不间断主动探测的优势,弥补人员紧缺与疲劳工作的缺点,对水上交通节点安全具有极高的现实意义。

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