CN111749200A - 一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置 - Google Patents
一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111749200A CN111749200A CN202010550562.9A CN202010550562A CN111749200A CN 111749200 A CN111749200 A CN 111749200A CN 202010550562 A CN202010550562 A CN 202010550562A CN 111749200 A CN111749200 A CN 111749200A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pier
- speed
- bridge
- ship
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 9
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 6
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 229920006346 thermoplastic polyester elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000001276 Kolmogorov–Smirnov test Methods 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000528 statistical test Methods 0.000 claims description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/20—Equipment for shipping on coasts, in harbours or on other fixed marine structures, e.g. bollards
- E02B3/26—Fenders
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
- E01D19/02—Piers; Abutments ; Protecting same against drifting ice
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0052—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to impact
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/80—Geometric correction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/11—Region-based segmentation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10004—Still image; Photographic image
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30232—Surveillance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
本发明属于桥梁建造技术领域，公开了一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置；通过防护板防护单元对撞击的船舶船头进行导向，避免直面撞击，通过弹性吸能单元对撞击的力进行吸收，并促使弹性吸能单元变形进行缓冲撞击力，避免桥墩受力过大引起桥墩的受损，通过滑动单元实现桥墩防护模块与桥墩之间的滑动，避免船舶撞击桥墩防护装置时，桥墩防护装置产生圆周方向移动与桥墩摩擦，造成桥墩受摩擦力过大而受损；结构简单，并且还采用了摄像头、力传感器、速度检测器等检测装置，便于对桥墩防护装置、船舶的参数进行采集，指导后续对船舶的限速，提高了桥梁的安全性。
Description
技术领域
本发明属于桥梁建造技术领域，尤其涉及一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置。
背景技术
目前，今年来我国跨江跨河大桥越来越多，而且船舶运输业的发展也比较迅速，船撞桥的事故也日益增多；
船撞桥事故不仅关系到桥梁的结构安全，也关系到航区船舶以及桥梁车辆的安全运营，更是威胁着人民的生命和财产安全。虽然目前桥梁设计都满足通航净空要求，但由于各种不确定因素的影响，仍会经常遭受船舶的撞击，在船舶撞击桥墩，撞击力超出桥墩的承载力时，桥梁的抗冲击能力无法由桥墩或船舶提供，被撞桥墩刚度较大，不能通过产生较大的塑性变形来吸收能量，且不允许有大的位移以保证上部结构的安全，撞击船舶的船头刚度虽然小，但接触面小变形量只能由钢板的少量变形来提供，吸能十分有限；
虽然现在桥梁均安装了相应的防护装置，但目前常用的防撞***还存在很多问题，防撞装置的保护对象主要还是桥梁，而且桥梁工程结构一般都比较庞大，防撞装置的花费在桥墩投资成本中所占比例较大，一定程度上增加了桥梁的预算。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)目前桥梁防撞装置的保护对象主要是桥梁，对桥墩的保护较少；
(2)桥梁工程结构一般都比较庞大，防撞装置的花费在桥墩投资成本中所占比例较大，一定程度上增加了桥梁的预算。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置。
本发明是这样实现的，一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法，所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法包括：
步骤一，供电模块利用太阳能板、蓄电池提供电力支持；图像采集模块利用摄像设备监控桥墩过往的船舶；
步骤二，当发生撞击时，图像采集模块利用摄像设备记录桥墩防撞装置的受损及变形情况，并对获取的相关影像数据进行几何校正，同时通过对校正后的图像进行水体范围提取，得到水体范围影像；
步骤三，根据得到的水体范围影像，依据水体光谱特征信息和空间结构特征信息进行水体均质区域分割；
步骤四，对于水体均质分割后的每一个均质区域对象，基于统计检验方法K-S检验获取最优的水体背景概率密度分布函数；
步骤五，使用滑动窗口技术计算区域内每一个像素的CFAR判定因子，确定船舶目标，并记录船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像；
步骤六，桥墩防护模块对撞击的船舶船头进行方向调整，并对撞击力进行吸收、缓冲；同时桥墩防护模块促进桥墩防护模块与桥墩之间进行滑动，减少桥墩防护装置产生的圆周方向移动与桥墩摩擦；
步骤七，冲击力采集模块利用安装在防护装置上的力传感器测试船舶对防护装置的撞击力；桥墩受力采集模块利用安装在桥墩外侧的力传感器测试船舶撞击防护装置时，桥墩所受的冲击力；
步骤八，速度监测模块利用安装在桥墩上方的速度检测器监测撞击船舶的速度；
所述船舶撞击速度检测方法包括：
8.1)监测所述桥墩的速度传感器；
8.2)判断所述速度传感器的数值是否大于预设阈值，如果大于，则生成中断信号；根据所述中断信号，读取存储器中存储的包含X轴速度、Y轴速度和Z轴速度的三轴速度值；根据所述三轴速度值计算所述合速度；
8.3)利用第一速度判断算法和第二速度判断算法分别进行所述X轴速度、所述Y轴速度、所述Z轴速度和合速度的撞击检测即判断相关速度是否超出预设阈值；
8.4)基于步骤8.3)的检测结果判断所述桥梁是否发生撞击，当发生撞击时，记录当前撞击速度作为船舶撞击速度；
步骤九，存储模块利用存储器对采集到的图像或数据信息进行存储；无线信号传输模块利用无线信号收发器将存储器中存储的图像及数据信息无线传输到监测人员的移动终端中；
步骤十，根据监测的各数据信息，进行汇总分析，制定相应的船舶限速方案。
进一步，在步骤十中，所述船舶限速方案制定方法包括：
(1)采用船舶限速的模型作为计算公式；
(2)取采集的图像中的撞击破坏的极限撞击力作为撞击力，取相应的船舶的速度数据，撞击角度数据；
(3)将各项数据代入船舶限速模型，得到船舶重量以及限速标准。
进一步，步骤(1)中，所述船舶限速模型如下：
其中，F为撞击力，γ为动能折减系数，当正面撞击时取0.3，斜向撞击时取0.2，v为船只撞击防撞装置时的速度，a为撞击角，W为船只重量，C1、C2为船只的弹性变形系数和桥墩的弹性变形系数，缺乏资料时，可假定C1+C2＝0.0005m/KN。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***，所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***包括：
图像采集模块，与中央控制模块连接，用于利用摄像头监控桥墩过往的船舶，记录桥墩防撞装置的受损及变形情况，并记录船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像；
冲击力采集模块，与中央控制模块连接，用于利用安装在防护装置上的力传感器测试船舶对防护装置的撞击力；
桥墩受力采集模块，与中央控制模块连接，用于利用安装在桥墩外侧的力传感器测试船舶撞击防护装置时，桥墩所受的冲击力；
速度监测模块，与中央控制模块连接，用于利用安装在桥墩上方的速度检测器监测撞击船舶的速度；
桥墩防护模块，与中央控制模块连接，包括防护板防护单元、弹性吸能单元、滑动单元；用于当发生撞击时，进行桥墩防护；
存储模块，与中央控制模块连接，用于利用存储器对图像采集模块、冲击力采集模块、桥墩受力采集模块、速度监测模块采集到的图像或数据信息进行存储；
供电模块，用于利用太阳能板、蓄电池对各模块的正常运行提供电力支持；
无线信号传输模块，与中央控制模块连接，用于利用无线信号收发器将存储器中存储的图像及数据信息无线传输到监测人员的移动终端中，进行远程监控；
中央控制模块，与图像采集模块、冲击力采集模块、桥墩受力采集模块、速度监测模块、桥墩防护模块、存储模块、供电模块、无线信号传输模块连接，用于利用单片机控制摄像头监控桥墩过往的船舶，记录桥墩防撞装置的受损、变形情况及船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像，并通过力传感器对防护装置和桥墩的受撞击力进行采集，控制速度检测器对撞击船舶的速度进行采集，并控制将采集的图像及数据信息通过无线收发器传输到监控人员的移动终端中。
进一步，所述桥墩防护模块包括：
防护板防护单元，用于对撞击的船舶船头进行方向调整；
弹性吸能单元，用于吸收撞击力，对撞击力进行缓冲；
滑动单元，用于实现桥墩防护模块与桥墩之间的滑动，减少桥墩防护装置产生圆周方向移动与桥墩摩擦。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置设置有：
弹性块；
所述弹性块的内侧设置有上下并列排布的凹槽，凹槽内胶连有滑槽，滑槽内均匀安装有橡胶滑轮；
所述弹性块外侧胶连有防护板，所述防护板的外侧胶连有摩擦条带，所述摩擦条带用于消耗部分撞击能量。
进一步，所述弹性块为蜂窝结构的热塑性聚酯弹性体。
进一步，所述防护板可为钢板或软性橡胶材质。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
(1)本发明可通过防护板防护单元对撞击的船舶船头进行导向，避免直面撞击，通过弹性吸能单元对撞击的力进行吸收，并促使弹性吸能单元变形进行缓冲撞击力，避免桥墩受力过大引起桥墩的受损，通过滑动单元实现桥墩防护模块与桥墩之间的滑动，避免船舶撞击桥墩防护装置时，桥墩防护装置产生圆周方向移动与桥墩摩擦，造成桥墩受摩擦力过大而受损；结构简单，并且还采用了摄像头、力传感器、速度检测器等检测装置，便于对桥墩防护装置、船舶的参数进行采集，指导后续对船舶的限速，提高了桥梁的安全性。
(2)本发明采用的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置的使用方法自动化程度高，减少了劳动强度；
(3)本发明实施例提供的船舶限速的模型及限速方法，依据了实际的撞击情况，所得限速数据更为准确；
(4)本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置具有很好的回弹力，出众的韧性及强度，可以有效地吸能，并且可以消耗部分撞击能量，降低对桥墩的冲击。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法流程图。
图2是本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***结构框图。
图3是本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置结构示意图；
图2-3中：1、图像采集模块；2、冲击力采集模块；3、桥墩受力采集模块；4、速度监测模块；5、桥墩防护模块；6、存储模块；7、供电模块；8、无线信号传输模块；9、中央控制模块；10、桥墩安装孔；11、防护板；12、弹性块；13、橡胶滑轮。
图4是本发明实施例提供的船舶限速方案制定方法流程图。
图5是本发明实施例提供的船舶撞击速度检测方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法，具体如下：
S101：摄像头对过往的船舶进行监控，记录过往船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像，并记录桥墩防撞装置的受损、变形情况；
S102：力传感器记录桥墩防护装置受船舶撞击时，桥墩防护装置的受力情况及桥墩的受力情况；
S103：当出现船舶撞击桥墩时，速度检测器对撞击船舶的速度进行采集；
S104：无线信号收发器定时对摄像头、力传感器、速度检测器采集的图像及数据传输到监测人员的移动终端；
S105：监测人员根据监测的各数据信息，进行汇总分析，制定相应的船舶限速方案。
如图2所示，本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***，具体包括：
图像采集模块1，与中央控制模块9连接，包括摄像头，用于监控桥墩过往的船舶，记录桥墩防撞装置的受损及变形情况，并记录船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像；
冲击力采集模块2，与中央控制模块8连接，包括力传感器，安装在防护装置上，用于测试船舶对防护装置的撞击力；
桥墩受力采集模块3，与中央控制模块9连接，包括力传感器，安装在桥墩外侧，用于测试船舶撞击防护装置时，桥墩所受的冲击力；
速度监测模块4，与中央控制模块9连接，包括速度检测器，安装在桥墩上方，用于监测撞击船舶的速度；
桥墩防护模块5，与中央控制模块9、冲击力采集模块2连接，包括防护板防护单元、弹性吸能单元、滑动单元；用于通过防护板防护单元对撞击的船舶船头进行导向，避免直面撞击，通过弹性吸能单元对撞击的力进行吸收，并促使弹性吸能单元变形进行缓冲撞击力，避免桥墩受力过大引起桥墩的受损，通过滑动单元实现桥墩防护模块与桥墩之间的滑动，避免船舶撞击桥墩防护装置时，桥墩防护装置产生圆周方向移动与桥墩摩擦，造成桥墩受摩擦力过大而受损；
存储模块6，与中央控制模块9连接，包括存储器，用于对图像采集模块1、冲击力采集模块2、桥墩受力采集模块3、速度监测模块4采集到的图像或数据信息进行存储；
供电模块7，与各模块连接，包括太阳能板、蓄电池，用于对各模块的正常运行提供电力支持；
无线信号传输模块8，与中央控制模块9连接，包括无线信号收发器，用于将存储器中存储的图像及数据信息无线传输到监测人员的移动终端中，实现监测人员的远程监控；
中央控制模块9，包括单片机，与图像采集模块1、冲击力采集模块2、桥墩受力采集模块3、速度监测模块4、桥墩防护模块5、存储模块6、供电模块7、无线信号传输模块8连接，用于控制摄像头监控桥墩过往的船舶，记录桥墩防撞装置的受损、变形情况及船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像，并通过力传感器对防护装置和桥墩的受撞击力进行采集，控制速度检测器对撞击船舶的速度进行采集，并控制将采集的图像及数据信息通过无线收发器传输到监控人员的移动终端中。
如图3所示，本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置还设置有：
弹性块12；
弹性块的内侧设置有上下并列排布的凹槽，凹槽内胶连有滑槽，滑槽内均匀安装有橡胶滑轮。
所述弹性块12材质为热塑性聚酯弹性体，热塑性聚酯弹性体为蜂窝结构，具有很好的回弹力，出众的韧性及强度，可以有效地吸能。
所述弹性块12外侧胶连有防护板11，防护板11的外侧胶连有摩擦条带，摩擦条带能够消耗部分撞击能量。
所述防护板11的材质可以为钢板，软性橡胶材质。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的船舶限速制定方法，具体如下：
S201：采用船舶限速的模型作为计算公式；
S202：取采集的图像中的撞击破坏的极限撞击力作为撞击力，取相应的船舶的速度数据，撞击角度数据；
S203：将各项数据代入船舶限速模型，可得船舶的重量；
S204：可得限速标准：船舶重量达到某一重量时，行驶速度不允许超过某一速度。
本发明实施例提供的船舶限速制定方法如下：
其中，F为撞击力，γ为动能折减系数，当正面撞击时取0.3，斜向撞击时取0.2，v为船只撞击防撞装置时的速度，a为撞击角，W为船只重量，C1、C2为船只的弹性变形系数和桥墩的弹性变形系数，缺乏资料时，可假定C1+C2＝0.0005m/KN。
实施例2
本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的传播撞击动态影像获取方法包括：
S301，利用摄像设备记录桥墩防撞装置的受损及变形情况，并对获取的相关影像数据进行几何校正，同时通过对校正后的图像进行水体范围提取，得到水体范围影像；
S302，根据得到的水体范围影像，依据水体光谱特征信息和空间结构特征信息进行水体均质区域分割；
S303，对于水体均质分割后的每一个均质区域对象，基于统计检验方法K-S检验获取最优的水体背景概率密度分布函数；
S304，使用滑动窗口技术计算区域内每一个像素的CFAR判定因子，确定船舶目标，并记录船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像。
实施例3
本发明实施例提供的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的船舶撞击速度检测方法包括：
8.1)监测所述桥墩的速度传感器；
8.2)判断所述速度传感器的数值是否大于预设阈值，如果大于，则生成中断信号；根据所述中断信号，读取存储器中存储的包含X轴速度、Y轴速度和Z轴速度的三轴速度值；根据所述三轴速度值计算所述合速度；
8.3)利用第一速度判断算法和第二速度判断算法分别进行所述X轴速度、所述Y轴速度、所述Z轴速度和合速度的撞击检测即判断相关速度是否超出预设阈值；
8.4)基于步骤8.3)的检测结果判断所述桥梁是否发生撞击，当发生撞击时，记录当前撞击速度作为船舶撞击速度；
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidStateDisk(SSD))等。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法，其特征在于，所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法包括：
步骤一，供电模块利用太阳能板、蓄电池提供电力支持；图像采集模块利用摄像设备监控桥墩过往的船舶；
步骤二，当发生撞击时，图像采集模块利用摄像设备记录桥墩防撞装置的受损及变形情况，并对获取的相关影像数据进行几何校正，同时通过对校正后的图像进行水体范围提取，得到水体范围影像；
步骤三，根据得到的水体范围影像，依据水体光谱特征信息和空间结构特征信息进行水体均质区域分割；
步骤四，对于水体均质分割后的每一个均质区域对象，基于统计检验方法K-S检验获取最优的水体背景概率密度分布函数；
步骤五，使用滑动窗口技术计算区域内每一个像素的CFAR判定因子，确定船舶目标，并记录船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像；
步骤六，桥墩防护模块对撞击的船舶船头进行方向调整，并对撞击力进行吸收、缓冲；同时桥墩防护模块促进桥墩防护模块与桥墩之间进行滑动，减少桥墩防护装置产生的圆周方向移动与桥墩摩擦；
步骤七，冲击力采集模块利用安装在防护装置上的力传感器测试船舶对防护装置的撞击力；桥墩受力采集模块利用安装在桥墩外侧的力传感器测试船舶撞击防护装置时，桥墩所受的冲击力；
步骤八，速度监测模块利用安装在桥墩上方的速度检测器监测撞击船舶的速度；
所述船舶撞击速度检测方法包括：
8.1)监测所述桥墩的速度传感器；
8.2)判断所述速度传感器的数值是否大于预设阈值，如果大于，则生成中断信号；根据所述中断信号，读取存储器中存储的包含X轴速度、Y轴速度和Z轴速度的三轴速度值；根据所述三轴速度值计算所述合速度；
8.3)利用第一速度判断算法和第二速度判断算法分别进行所述X轴速度、所述Y轴速度、所述Z轴速度和合速度的撞击检测即判断相关速度是否超出预设阈值；
8.4)基于步骤8.3)的检测结果判断所述桥梁是否发生撞击，当发生撞击时，记录当前撞击速度作为船舶撞击速度；
步骤九，存储模块利用存储器对采集到的图像或数据信息进行存储；无线信号传输模块利用无线信号收发器将存储器中存储的图像及数据信息无线传输到监测人员的移动终端中；
步骤十，根据监测的各数据信息，进行汇总分析，制定相应的船舶限速方案。
2.如权利要求1所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法，其特征在于，步骤十中，所述船舶限速方案制定方法包括：
(1)采用船舶限速的模型作为计算公式；
(2)取采集的图像中的撞击破坏的极限撞击力作为撞击力，取相应的船舶的速度数据，撞击角度数据；
(3)将各项数据代入船舶限速模型，得到船舶重量以及限速标准。
3.如权利要求2所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法，其特征在于，步骤(1)中，所述船舶限速模型如下：
其中，F为撞击力，γ为动能折减系数，当正面撞击时取0.3，斜向撞击时取0.2，v为船只撞击防撞装置时的速度，a为撞击角，W为船只重量，C1、C2为船只的弹性变形系数和桥墩的弹性变形系数，缺乏资料时，可假定C1+C2＝0.0005m/KN。
4.一种实施如权利要求1-3所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***，其特征在于，所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***包括：
图像采集模块，与中央控制模块连接，用于利用摄像头监控桥墩过往的船舶，记录桥墩防撞装置的受损及变形情况，并记录船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像；
冲击力采集模块，与中央控制模块连接，用于利用安装在防护装置上的力传感器测试船舶对防护装置的撞击力；
桥墩受力采集模块，与中央控制模块连接，用于利用安装在桥墩外侧的力传感器测试船舶撞击防护装置时，桥墩所受的冲击力；
速度监测模块，与中央控制模块连接，用于利用安装在桥墩上方的速度检测器监测撞击船舶的速度；
桥墩防护模块，与中央控制模块连接，包括防护板防护单元、弹性吸能单元、滑动单元；用于当发生撞击时，进行桥墩防护；
存储模块，与中央控制模块连接，用于利用存储器对图像采集模块、冲击力采集模块、桥墩受力采集模块、速度监测模块采集到的图像或数据信息进行存储；
供电模块，用于利用太阳能板、蓄电池对各模块的正常运行提供电力支持；
无线信号传输模块，与中央控制模块连接，用于利用无线信号收发器将存储器中存储的图像及数据信息无线传输到监测人员的移动终端中，进行远程监控；
中央控制模块，与图像采集模块、冲击力采集模块、桥墩受力采集模块、速度监测模块、桥墩防护模块、存储模块、供电模块、无线信号传输模块连接，用于利用单片机控制摄像头监控桥墩过往的船舶，记录桥墩防撞装置的受损、变形情况及船舶对桥墩防护装置撞击时所产生的动态影像，并通过力传感器对防护装置和桥墩的受撞击力进行采集，控制速度检测器对撞击船舶的速度进行采集，并控制将采集的图像及数据信息通过无线收发器传输到监控人员的移动终端中。
5.如权利要求4所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***，其特征在于，所述桥墩防护模块包括：
防护板防护单元，用于对撞击的船舶船头进行方向调整；
弹性吸能单元，用于吸收撞击力，对撞击力进行缓冲；
滑动单元，用于实现桥墩防护模块与桥墩之间的滑动，减少桥墩防护装置产生圆周方向移动与桥墩摩擦。
6.一种应用如权利要求4-5所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能***的桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于，所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置设置有：
弹性块；
所述弹性块的内侧设置有上下并列排布的凹槽，凹槽内胶连有滑槽，滑槽内均匀安装有橡胶滑轮；
所述弹性块外侧胶连有防护板，所述防护板的外侧胶连有摩擦条带，所述摩擦条带用于消耗部分撞击能量。
7.如权利要求6所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于，所述弹性块为蜂窝结构的热塑性聚酯弹性体。
8.如权利要求6所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置，其特征在于，所述防护板可为钢板或软性橡胶材质。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1-3任意一项所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-3任意一项所述桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010550562.9A CN111749200B (zh) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | 一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010550562.9A CN111749200B (zh) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | 一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111749200A true CN111749200A (zh) | 2020-10-09 |
| CN111749200B CN111749200B (zh) | 2022-02-22 |
Family
ID=72675316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010550562.9A Active CN111749200B (zh) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | 一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111749200B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115791056A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-14 | 重庆大学 | 一种基于撞击能量折减曲线的防撞设施性能快速确定方法 |
| CN116341325A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-06-27 | 重庆大学 | 桥墩防撞设施设计方法及*** |
| CN116427357A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-07-14 | 浙江博澳节能科技有限公司 | 一种高分子复合柔性桥梁防护装置 |
| CN118186996A (zh) * | 2024-05-14 | 2024-06-14 | 山东大学 | 桥墩多级柔性防撞装置、智能感知防撞***及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2358512A1 (fr) * | 1976-07-16 | 1978-02-10 | Sea Tank Co | Dispositif de protection pour l'accostage d'une structure offshore |
| WO2011116624A1 (zh) * | 2010-03-22 | 2011-09-29 | Yang Guanghua | 桥墩的安全防护装置 |
| CN104775355A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-15 | 西安科技大学 | 一种桥墩用枣核型复合防撞体系及其施工方法 |
| CN106012977A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-10-12 | 浙江国际海运职业技术学院 | 一种船舶离靠泊装置 |
| CN106940888A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-07-11 | 上海工程技术大学 | 一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置 |
| CN209114424U (zh) * | 2018-11-25 | 2019-07-16 | 四川华芯项目管理有限公司 | 一种基于bim技术的市政桥梁桥墩防撞装置 |
-
2020
- 2020-06-16 CN CN202010550562.9A patent/CN111749200B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2358512A1 (fr) * | 1976-07-16 | 1978-02-10 | Sea Tank Co | Dispositif de protection pour l'accostage d'une structure offshore |
| WO2011116624A1 (zh) * | 2010-03-22 | 2011-09-29 | Yang Guanghua | 桥墩的安全防护装置 |
| CN104775355A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-15 | 西安科技大学 | 一种桥墩用枣核型复合防撞体系及其施工方法 |
| CN106012977A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-10-12 | 浙江国际海运职业技术学院 | 一种船舶离靠泊装置 |
| CN106940888A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-07-11 | 上海工程技术大学 | 一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置 |
| CN209114424U (zh) * | 2018-11-25 | 2019-07-16 | 四川华芯项目管理有限公司 | 一种基于bim技术的市政桥梁桥墩防撞装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115791056A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-14 | 重庆大学 | 一种基于撞击能量折减曲线的防撞设施性能快速确定方法 |
| CN116341325A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-06-27 | 重庆大学 | 桥墩防撞设施设计方法及*** |
| CN116341325B (zh) * | 2023-03-27 | 2024-01-30 | 重庆大学 | 桥墩防撞设施设计方法及*** |
| CN116427357A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-07-14 | 浙江博澳节能科技有限公司 | 一种高分子复合柔性桥梁防护装置 |
| CN116427357B (zh) * | 2023-05-08 | 2024-02-20 | 浙江博澳节能科技有限公司 | 一种高分子复合柔性桥梁防护装置 |
| CN118186996A (zh) * | 2024-05-14 | 2024-06-14 | 山东大学 | 桥墩多级柔性防撞装置、智能感知防撞***及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111749200B (zh) | 2022-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111749200B (zh) | 一种桥梁防撞蓄能回弹滑动缓冲消能装置 | |
| CN103106374A (zh) | 提醒移动终端用户的安全预警处理方法、***及移动终端 | |
| CN109291872A (zh) | 自动驾驶车辆的控制方法、装置、设备和存储介质 | |
| CN209923758U (zh) | 一种环形橡胶多维减震支座 | |
| CN205601764U (zh) | 一种高安全性汽车保险杠 | |
| CN215729765U (zh) | 一种计算机防撞机构 | |
| CN210840379U (zh) | 一种信息安全等级保护检查设备用保护装置 | |
| CN113447283B (zh) | 一种列车车下减振器的失效检测方法及装置 | |
| CN210597209U (zh) | 一种桥梁防撞装置 | |
| CN109612670B (zh) | 一种防护网监测方法、***及终端设备 | |
| CN209443411U (zh) | 一种道路桥梁桥墩防护结构 | |
| CN212335744U (zh) | 一种用于桥梁的侧翼式防撞装置 | |
| CN209833948U (zh) | 一种船用橡胶护舷 | |
| CN208985704U (zh) | 一种移动硬盘铝外壳用的内部器件保护装置 | |
| CN114326974A (zh) | 一种用于车载计算机的振动抑制装置 | |
| Wang et al. | A literature review of risk assessment of ship-FPSO collisions | |
| CN1567668A (zh) | 一种过热保护方法 | |
| CN103761177A (zh) | 固态硬盘状态数据的检测及处理方法及其*** | |
| CN206740147U (zh) | 一种露天检测仪表防护装置 | |
| CN215482746U (zh) | 一种桥梁桥墩防撞装置 | |
| CN213358324U (zh) | 一种公路桥梁用防碰撞伸缩装置 | |
| CN211502118U (zh) | 一种便于安装具有减震结构的传感器 | |
| CN220187685U (zh) | 一种焊管加工用管径测量仪 | |
| CN203133715U (zh) | 一种服务器硬盘震动预防装置 | |
| CN214650423U (zh) | 一种汽车玻璃边角保护装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |