本實(shí)用新型涉及船閘警戒技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種船閘警戒預(yù)警裝置。

背景技術(shù)：

船閘是用以保證船舶順利通過(guò)航道上集中水位落差的廂形水工建筑物，廣泛應(yīng)用于河流和運(yùn)河上。在船閘工作時(shí)應(yīng)避免船舶靠近船閘，否則可能引發(fā)危險(xiǎn)。目前，防止船舶靠近船閘的方式主要是人工監(jiān)控，即通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)捕捉船閘附近的影像，并由監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控人員對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有船舶靠近船閘，則通過(guò)警報(bào)或擴(kuò)音器等手段警告船舶遠(yuǎn)離船閘。但是，在夜間、雨雪、霧天等光線受阻的天氣下，值班員難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)船舶進(jìn)入警戒區(qū)域，容易導(dǎo)致船舶超警戒停靠，引起船只被閘門(mén)頂撞，或水位變化過(guò)程中卡入胸膛、門(mén)庫(kù)，造成船只和設(shè)備受損、人員傷亡的意外發(fā)生，給船閘安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)和隱患。

為了克服人工監(jiān)控的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種更加先進(jìn)的監(jiān)控手段，該手段借助激光對(duì)船閘附近的水域進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控。其原理是，將激光打到船閘附近的水面上，激光會(huì)大部分折射進(jìn)入水，只有極少部分反射回來(lái)，因此接收器捕捉不到返回的激光，此時(shí)可以判定船閘附近沒(méi)有船只；若是激光照射位置有船停靠，則激光打在船舶上并被反射回來(lái)，進(jìn)而被接收器捕捉到，從而觸發(fā)警報(bào)，提示船只遠(yuǎn)離船閘。

但是，由于自然水體并不是理想狀態(tài)的無(wú)任何雜質(zhì)，水中雜質(zhì)渾濁的水體或是水面上存在的各種漂浮物同樣會(huì)反射激光，造成接收器捕捉到反射信號(hào)，觸發(fā)報(bào)警，因此上述方式往往會(huì)無(wú)法分辨船只與雜質(zhì)，從而很容易出現(xiàn)誤報(bào)的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種船閘警戒預(yù)警裝置，其能夠以較高的準(zhǔn)確率監(jiān)控船閘附近的水域是否有船舶靠近。

基于上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：

一種船閘警戒預(yù)警裝置，其包含測(cè)距儀、水位測(cè)量?jī)x、控制器和報(bào)警器，測(cè)距儀、水位測(cè)量?jī)x和報(bào)警器均與控制器連接；控制器內(nèi)設(shè)有用于計(jì)算測(cè)距儀輸出與水位測(cè)量?jī)x輸出之和的加法運(yùn)算電路，控制器內(nèi)還設(shè)有用于接受加法運(yùn)算電路的輸出信號(hào)并控制報(bào)警器通斷的開(kāi)關(guān)電路。

可選地，測(cè)距儀和水位測(cè)量?jī)x的輸出信號(hào)均為模擬信號(hào)，加法運(yùn)算電路為模擬信號(hào)加法電路。

可選地，測(cè)距儀和水位測(cè)量?jī)x的輸出信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)，加法運(yùn)算電路為數(shù)字信號(hào)加法電路。

可選地，開(kāi)關(guān)電路是以三極管為開(kāi)關(guān)元件的數(shù)字開(kāi)關(guān)電路。

可選地，開(kāi)關(guān)電路為繼電器開(kāi)關(guān)電路。

可選地，上述繼電器開(kāi)關(guān)電路中還設(shè)有用于放大加法運(yùn)算電路的輸出信號(hào)的三極管。

可選地，測(cè)距儀和水位測(cè)量?jī)x的輸出信號(hào)均為模擬信號(hào)，控制器內(nèi)還設(shè)有用于將測(cè)距儀讀數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及用于將水位測(cè)量?jī)x讀數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，加法運(yùn)算電路為數(shù)字信號(hào)加法電路，測(cè)距儀與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，水位測(cè)量?jī)x與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與數(shù)字信號(hào)加法電路連接，開(kāi)關(guān)電路為數(shù)字開(kāi)關(guān)電路。

可選地，開(kāi)關(guān)電路內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)敏感度的閾值調(diào)節(jié)模塊。

可選地，測(cè)距儀為激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀或紅外測(cè)距儀。

可選地，報(bào)警器為蜂鳴器、語(yǔ)音播報(bào)器和警示燈中的一種或多種。

從上面所述可以看出，本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型可以將測(cè)距儀設(shè)置在船閘附近警戒水域的正上方，并使測(cè)距儀的指向豎直向下，同時(shí)，借助水位測(cè)量?jī)x監(jiān)控警戒水域的水位。這樣，當(dāng)有船只進(jìn)入警戒水域時(shí)，測(cè)距儀便能獲得船只上表面到測(cè)距儀的距離，接著通過(guò)加法運(yùn)算電路對(duì)測(cè)距儀讀數(shù)和水位測(cè)量?jī)x讀數(shù)求和，從而可以通過(guò)開(kāi)關(guān)電路控制警報(bào)器報(bào)警。本實(shí)用新型的具體工作原理如下：

測(cè)距儀位置到水位零點(diǎn)的距離為一定值，設(shè)該定值為K，另設(shè)水位測(cè)量?jī)x讀數(shù)為x，測(cè)距儀讀數(shù)為y，則位于測(cè)距儀之下的物體的高度即為h＝K-(x+y)，顯而易見(jiàn)，僅當(dāng)物體的高度h大于某一數(shù)值時(shí)才能認(rèn)為該物體為船只，因此，可以以(x+y)的值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)(x+y)的值小于某一閾值時(shí)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路觸發(fā)警報(bào)。

可見(jiàn)，本實(shí)用新型不同于現(xiàn)有技術(shù)中單純依賴捕捉反射激光以判斷是否有船只靠近的原理，而是借助于對(duì)測(cè)距數(shù)據(jù)和水位數(shù)據(jù)的綜合利用，通過(guò)高度差來(lái)精確判斷有無(wú)船只，從而能夠有效地避免自然情況下，有雜質(zhì)水體或水面漂浮物所引發(fā)的誤報(bào)情況，具有更高的報(bào)警準(zhǔn)確率，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)是一種重要改進(jìn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中一種船閘警戒預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的使用狀態(tài)圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中另一種船閘警戒預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為圖3中開(kāi)關(guān)電路的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個(gè)相同名稱非相同的實(shí)體或者非相同的參量，可見(jiàn)“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定，后續(xù)實(shí)施例對(duì)此不再一一說(shuō)明。

圖1所示為一種船閘警戒預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)框圖，其包含測(cè)距儀101、水位測(cè)量?jī)x102、控制器103和報(bào)警器104，測(cè)距儀101、水位測(cè)量?jī)x102和報(bào)警器104均與控制器103連接；控制器103內(nèi)設(shè)有用于計(jì)算測(cè)距儀輸出與水位測(cè)量?jī)x輸出之和的加法運(yùn)算電路105，控制器103內(nèi)還設(shè)有用于接受加法運(yùn)算電路105的輸出信號(hào)并控制報(bào)警器104通斷的開(kāi)關(guān)電路106。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種使用狀態(tài)圖，圖中測(cè)距儀201位于船閘203附近水域的正上方，并豎直向下指向水面205，水位測(cè)量?jī)x202以位置206為水位零點(diǎn)，當(dāng)有船只204靠近船閘203時(shí)，測(cè)距儀201測(cè)出船只204上表面到測(cè)距儀201自身的距離y，同時(shí)水位測(cè)量?jī)x202測(cè)出水位高度x，由于測(cè)距儀201到水位零點(diǎn)206的距離為定值K，因此可以算得船只204露出水面的高度為h＝K-(x+y)。值得注意的是，如果沒(méi)有船只靠近，則h的值必定小于船只的正常高度，因此可以設(shè)定一個(gè)閾值，只有當(dāng)h大于該閾值時(shí)(即x+y小于某一閾值)才會(huì)觸發(fā)警報(bào)。

由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型實(shí)施例綜合利用了測(cè)距數(shù)據(jù)和水位數(shù)據(jù)，從而能夠有效地避免渾濁水體或水面漂浮物所引發(fā)的誤報(bào)情況，具有更高的報(bào)警準(zhǔn)確率，非常實(shí)用。

此外，圖1中的控制器103可以采用多種具體電路結(jié)構(gòu)，比如：選取輸出信號(hào)均為模擬信號(hào)的測(cè)距儀和水位測(cè)量?jī)x，則加法運(yùn)算電路可以采用模擬信號(hào)加法電路；選取輸出信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)的測(cè)距儀和水位測(cè)量?jī)x，則加法運(yùn)算電路可以采用數(shù)字信號(hào)加法電路；開(kāi)關(guān)電路可以采用以三極管為開(kāi)關(guān)元件的數(shù)字開(kāi)關(guān)電路，也可以采用繼電器開(kāi)關(guān)電路，甚至在繼電器開(kāi)關(guān)電路中設(shè)置用于放大加法運(yùn)算電路的輸出信號(hào)的三極管；開(kāi)關(guān)電路中還可以設(shè)置用于調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)敏感度的閾值調(diào)節(jié)模塊。

圖3為一個(gè)更具體的例子，圖中，測(cè)距儀301和水位測(cè)量?jī)x302的輸出信號(hào)均采用模擬信號(hào)，控制器303內(nèi)設(shè)有用于將測(cè)距儀301讀數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器307、用于將水位測(cè)量?jī)x302讀數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器308、加法運(yùn)算電路305以及開(kāi)關(guān)電路306，其中，加法運(yùn)算電路305為數(shù)字信號(hào)加法電路，測(cè)距儀301與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器307連接，水位測(cè)量?jī)x302與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器308連接，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器307和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器308分別與數(shù)字信號(hào)加法電路305連接，開(kāi)關(guān)電路306為數(shù)字開(kāi)關(guān)電路。

圖4為圖3中開(kāi)關(guān)電路的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖，其包含輸入回路和輸出回路，其中輸入回路包含繼電器41、作為閾值調(diào)節(jié)模塊的滑動(dòng)變阻器42以及三極管43，輸入回路中還設(shè)有用于連接加法運(yùn)算電路的輸入接口44；輸出回路中設(shè)有用于連接警報(bào)器的輸出接口45。

此外，在以上實(shí)施例中，測(cè)距儀可以為激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀或紅外測(cè)距儀，報(bào)警器可以采用蜂鳴器、語(yǔ)音播報(bào)器和警示燈中的一種或多種。

需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例中控制器內(nèi)的各種電路結(jié)構(gòu)均可采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的現(xiàn)成產(chǎn)品，或者采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)技術(shù)，因此在上述實(shí)施例中關(guān)于控制器電路的具體結(jié)構(gòu)并不是討論的重點(diǎn)。另外，以上實(shí)施例中對(duì)具體電路結(jié)構(gòu)的描述也不應(yīng)視作是對(duì)本專利保護(hù)范圍的限定，任何與上述討論中所描述的電路具有相同功能的電路結(jié)構(gòu)均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開(kāi)的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本實(shí)用新型的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，并存在如上所述的本實(shí)用新型的不同方面的許多其它變化，為了簡(jiǎn)明它們沒(méi)有在細(xì)節(jié)中提供。因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。