【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及船閘自動化監控技術，特別是在船舶過閘流程控制過程中的基于毫米波雷達的防閘門夾船監測及報警聯動的船閘安全防護監測系統及方法。
技術介紹
1、船閘閘門夾船事故是船閘運行過程中始終存在的一種嚴重事故隱患，在船閘閘門關閉過程中如果有船舶闖閘，或在船舶進出船閘過程中誤操作關閘門，都可能會造成閘門夾船的嚴重事故。
2、現有技術中，一般通過人工調取閘門附近的視頻圖像，并由人工判斷是否允許關閘門。該方法受限條件較多，比如多線、多級船閘統一集中控制操作時視頻圖像調取錯誤、觀察不仔細、誤判、誤操作等，尤其是夜間，可能會造成在關閘門時與附近的船舶發生擦掛或碰撞，嚴重威脅到船閘建筑物安全和船舶運行安全。采用視頻圖像分析識別船舶技術，識別算法目前還存在諸多不確定性，且不能克服光線變化、大霧天氣、水面大塊漂浮物等環境影響，難以實際投入船閘閘門啟閉保護聯鎖控制。目前采用視頻技術的防閘門夾船裝置均達不到全天候、全應用場景參與聯鎖控制和安全保障的要求。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的上述缺陷，提供一種船閘安全防護監測系統及方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種船閘安全防護監測系統，其中，包括：
3、數據檢測裝置，分別安裝在船閘上閘首和下閘首，用于自動感知及實時采集設定的檢測區域內的過閘船舶信息；
4、數據處理裝置，實時接收所述數據檢測裝置采集的過閘船舶信息，并結合關閘門的條件，通過運算判斷閘門關閉前和關閉中所述
5、數據采集裝置，分別與所述數據檢測裝置和數據處理裝置連接，用于傳輸并預處理獲得的閘門附近過閘船舶信息。
6、上述的船閘安全防護監測系統，其中，所述數據采集裝置和數據處理裝置均設置在船閘控制柜內。
7、上述的船閘安全防護監測系統，其中，所述數據檢測裝置包括毫米波雷達傳感器，分別在船閘閘門內外兩側設定位置處對應于所述檢測區域相向安裝，并在閘門處于非關閉狀態時開啟工作；所述毫米波雷達傳感器采用交叉方式探測所述檢測區域，在線實時監測閘門附近的船舶進出閘情況。
8、上述的船閘安全防護監測系統，其中，在船閘上閘首閘門和下閘首閘門的設定位置處各配置2套所述毫米波雷達傳感器，2套所述毫米波雷達傳感器分別設置在閘門外和閘門內進行實時監測，2套所述毫米波雷達傳感器間的安裝距離不小于50米，以實現雷達盲區互補覆蓋。
9、上述的船閘安全防護監測系統，其中，多級船閘中的每座單極船閘配置4套所述毫米波雷達傳感器。
10、上述的船閘安全防護監測系統，其中，所述數據采集裝置兼具協議網關轉換功能，采用profibus?dp、ssi、rs485和/或工業以太網，以工業現場總線方式與所述數據檢測裝置通訊，采集并預處理所述數據檢測裝置獲得的閘門附近船舶航行軌跡數據。
11、上述的船閘安全防護監測系統，其中，所述數據處理裝置包括船閘控制上位機和船閘控制plc，所述船閘控制plc分別與所述船閘控制上位機和所述數據采集裝置采用modbus?tcp、profinet和/或opc通訊協議通訊，所述船閘控制plc實時接收船舶航行軌跡后，通過航行方向和航速判斷出閘門區域是否有船，并預判在關閘門的時間段內是否有船舶接近閘門的危險區域，向所述船閘控制上位機推送提示信息；在條件滿足時觸發聯動保護機制，禁止關閘門。
12、上述的船閘安全防護監測系統，其中，所述船閘控制上位機采用圖形模擬顯示所述檢測區域內的船舶大小、位置和運行速度信息，并實時顯示報警聯動信息。
13、上述的船閘安全防護監測系統，其中，所述數據處理裝置具備對所述數據采集裝置的自整定及自診斷功能，對診斷出的非健康數據強制退出控制，以避免誤發禁止關閘門信號。
14、為了更好地實現上述目的，本專利技術還提供了一種船閘安全防護監測方法，其中，包括如下步驟：
15、s100、分別在船閘閘門內外兩側設定位置處對應于設定的檢測區域相向安裝毫米波雷達傳感器，自動感知并實時采集所述檢測區域內的過閘船舶信息；并在閘門處于非關閉狀態時開啟工作；所述毫米波雷達傳感器采用交叉方式探測所述檢測區域，在線實時監測閘門附近的船舶進出閘情況；
16、s200、采用profibus?dp、ssi、rs485和/或工業以太網，以工業現場總線方式與所述毫米波雷達傳感器通訊，采集并預處理所述毫米波雷達傳感器獲得的閘門附近船舶航行軌跡數據；以及
17、s300、實時接收所述毫米波雷達傳感器采集的過閘船舶信息，并結合關閘門的條件，通過運算判斷閘門關閉前和關閉中所述檢測區域是否有船；若是，則觸發聯動保護機制，禁止關閘門；以避免發生船舶進出船閘的閘室時誤關閘門，或閘門關閉過程中有船舶闖閘導致的閘門碰撞及夾卡船舶事故。
18、本專利技術的技術效果在于：
19、本專利技術可實時獲取閘門附近船舶的位置、速度數據，精準判斷閘門附近是否有船；反應快速靈敏，數據采集周期為1秒；數據采集為非接觸式檢測，安裝方便，全天候運行，不易損壞；同時還具備檢測進、出閘船舶速度，判斷是否有船超速的功能。可以全天候連續24小時不間斷監測，大大減輕了人工的勞動強度，避免了人為因素造成的誤判和誤操作。采用現場總線采集每一個閘門附近船舶運行軌跡數據，大大減少了電纜的使用量及施工工程量，適用于當前所有新建和已投入運行的船閘。
20、以下結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細描述，但不作為對本專利技術的限定。
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1.一種船閘安全防護監測系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據采集裝置和數據處理裝置均設置在船閘控制柜內。
3.如權利要求1所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據檢測裝置包括毫米波雷達傳感器，分別在船閘閘門內外兩側設定位置處對應于所述檢測區域相向安裝，并在閘門處于非關閉狀態時開啟工作；所述毫米波雷達傳感器采用交叉方式探測所述檢測區域，在線實時監測閘門附近的船舶進出閘情況。
4.如權利要求3所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，在船閘上閘首閘門和下閘首閘門的設定位置處各配置2套所述毫米波雷達傳感器，2套所述毫米波雷達傳感器分別設置在閘門外和閘門內進行實時監測，2套所述毫米波雷達傳感器間的安裝距離不小于50米，以實現雷達盲區互補覆蓋。
5.如權利要求4所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，多級船閘中的每座單極船閘配置4套所述毫米波雷達傳感器。
6.如權利要求1所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據采集裝置兼具協議網關轉換功能，采用ProfiBus?D
7.如權利要求1所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據處理裝置包括船閘控制上位機和船閘控制PLC，所述船閘控制PLC分別與所述船閘控制上位機和所述數據采集裝置采用Modbus?TCP、Profinet和/或OPC通訊協議通訊，所述船閘控制PLC實時接收船舶航行軌跡后，通過航行方向和航速判斷出閘門區域是否有船，并預判在關閘門的時間段內是否有船舶接近閘門的危險區域，向所述船閘控制上位機推送提示信息；在條件滿足時觸發聯動保護機制，禁止關閘門。
8.如權利要求7所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述船閘控制上位機采用圖形模擬顯示所述檢測區域內的船舶大小、位置和運行速度信息，并實時顯示報警聯動信息。
9.如權利要求7所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據處理裝置具備對所述數據采集裝置的自整定及自診斷功能，對診斷出的非健康數據強制退出控制，以避免誤發禁止關閘門信號。
10.一種船閘安全防護監測方法，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種船閘安全防護監測系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據采集裝置和數據處理裝置均設置在船閘控制柜內。
3.如權利要求1所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據檢測裝置包括毫米波雷達傳感器，分別在船閘閘門內外兩側設定位置處對應于所述檢測區域相向安裝，并在閘門處于非關閉狀態時開啟工作；所述毫米波雷達傳感器采用交叉方式探測所述檢測區域，在線實時監測閘門附近的船舶進出閘情況。
4.如權利要求3所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，在船閘上閘首閘門和下閘首閘門的設定位置處各配置2套所述毫米波雷達傳感器，2套所述毫米波雷達傳感器分別設置在閘門外和閘門內進行實時監測，2套所述毫米波雷達傳感器間的安裝距離不小于50米，以實現雷達盲區互補覆蓋。
5.如權利要求4所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，多級船閘中的每座單極船閘配置4套所述毫米波雷達傳感器。
6.如權利要求1所述的船閘安全防護監測系統，其特征在于，所述數據采集裝置兼具協議網關轉換功能，采用profibus?dp、ssi、rs485和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖威，謝佳鑫，杜潔，陳國仁，
申請(專利權)人：北京機械工業自動化研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：
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