桥梁防撞系统如何防止船舶撞击？雷达探测、AIS电子围栏、主动拦截与被动防护的防灾原理

桥梁养护

跨越江河湖海的桥梁是高速公路的重要组成部分，也是水上交通的咽喉要道。随着水上运输的发展，船舶的数量越来越多，吨位越来越大，船舶撞击桥梁的事故也时有发生。船舶撞击桥梁不仅会造成桥梁的损坏，影响高速公路的通行，还可能导致船舶沉没、人员伤亡、油品泄漏等严重后果。为了防止船舶撞击桥梁，现代桥梁都配备了完善的防撞系统。但很多人都会好奇，桥梁防撞系统是怎么发现危险的？它是怎么防止船舶撞击桥梁的？当船舶偏离航道时，会采取哪些措施？今天，我们就来揭秘桥梁防撞系统的工作原理，看看这个桥梁的保护神，藏着多少雷达和自动化技术的秘密。
船舶撞击桥梁是一种严重的水上交通事故。据统计，全球每年发生的船舶撞击桥梁事故超过 1000 起，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。比如，2007 年，美国密西西比河上的 I-35W 大桥被船舶撞击，导致大桥坍塌，造成 13 人死亡；2021 年，我国广东虎门大桥被船舶撞击，导致大桥封闭，交通中断。这些事故给我们敲响了警钟，也推动了桥梁防撞技术的发展。
早期的桥梁防撞主要依靠被动防护措施，比如在桥墩周围设置防撞墩、防撞套箱、浮筒等。这些被动防护措施能在船舶撞击桥梁时，吸收碰撞能量，减少对桥梁的损坏。但被动防护措施只能减轻事故的后果，不能防止事故的发生。为了从根本上防止船舶撞击桥梁，人们研发了主动防撞系统。主动防撞系统能提前发现危险，向船舶发出预警，甚至采取主动拦截措施，避免事故的发生。
现代桥梁防撞系统采用了 "被动防护 + 主动预警 + 主动拦截" 的综合防护体系，能最大限度地防止船舶撞击桥梁，减少事故造成的损失。
主动预警系统是桥梁防撞系统的核心，它能实时监测桥梁周边水域的船舶航行情况，提前发现危险船舶，发出预警。主动预警系统主要由雷达探测系统、视频监控系统、AIS（船舶自动识别系统）接收系统、预警发布系统组成。
雷达探测系统是主动预警系统的 "眼睛"，能全天候、全天时地监测桥梁周边水域的船舶。雷达安装在桥梁的桥塔或者岸边的高塔上，能发射电磁波，探测周围的船舶。雷达能测量船舶的位置、速度、航向、大小等参数，探测距离能达到几十公里。即使在大雾、暴雨、黑夜等能见度低的情况下，雷达也能正常工作，准确探测到船舶。
视频监控系统能实时拍摄桥梁周边水域的画面，让管理人员直观地了解船舶的航行情况。视频监控系统通常和雷达系统联动，当雷达发现危险船舶时，会自动控制摄像头转向该船舶，放大画面，进行跟踪拍摄。
AIS 接收系统能接收船舶发送的 AIS 信号，获取船舶的名称、呼号、吨位、目的地、航线等信息。AIS 是一种船舶自动识别系统，所有的船舶都必须安装 AIS 设备，自动向周围的船舶和岸站发送自己的信息。通过 AIS 系统，管理人员能知道每一艘船舶的详细信息，判断船舶是否有撞击桥梁的危险。
预警发布系统负责向危险船舶发出预警。当系统发现船舶偏离航道，有撞击桥梁的危险时，会通过多种方式向船舶发出预警：第一，通过 VHF（甚高频）无线电话向船舶喊话，提醒驾驶员纠正航向；第二，通过桥梁上的电子显示屏发布预警信息；第三，通过声光报警器发出声光报警；第四，通过 AIS 系统向船舶发送预警信息。如果船舶没有采取措施，系统会升级预警级别，同时通知海事部门和桥梁管理部门，采取进一步的措施。
主动拦截系统是桥梁防撞系统的最后一道防线，当预警无效，船舶即将撞击桥梁时，主动拦截系统会采取措施，阻止船舶撞击桥梁。常见的主动拦截系统有柔性拦截系统和刚性拦截系统。
柔性拦截系统是由高强度的尼龙绳或者钢丝绳组成的拦截网，横跨在桥梁前方的水面上。拦截网的两端固定在岸边的桥墩或者锚碇上。当船舶撞击拦截网时，拦截网会被拉长，吸收船舶的动能，逐渐降低船舶的速度，最终将船舶拦住。柔性拦截系统的优点是：对船舶和人员的伤害小，拦截效果好，不会对桥梁造成损坏。缺点是：只能拦截一定吨位以下的船舶。
刚性拦截系统是由钢筋混凝土或者钢结构制成的防撞墩，设置在桥梁的上游。当船舶撞击防撞墩时，防撞墩会阻挡船舶的前进，吸收碰撞能量，保护桥梁。刚性拦截系统的优点是：能拦截大吨位的船舶，坚固耐用。缺点是：对船舶和人员的伤害较大，可能会导致船舶沉没。
被动防护系统是桥梁防撞的最后保障，当主动预警和主动拦截都失败时，被动防护系统能吸收碰撞能量，减少对桥梁的损坏。常见的被动防护措施有防撞套箱、防撞护舷、消能墩等。防撞套箱是套在桥墩外面的钢结构或者复合材料箱体，内部填充有吸能材料。当船舶撞击桥墩时，防撞套箱会发生变形，吸收碰撞能量，保护桥墩。
我国的桥梁防撞技术已经达到了世界先进水平。我们自主研发了多种主动防撞系统和被动防护措施，应用于港珠澳大桥、苏通长江大桥、杭州湾跨海大桥等世界级桥梁。比如，港珠澳大桥的防撞系统采用了世界上最先进的雷达探测和主动预警技术，能有效防止船舶撞击大桥，保障大桥的安全运行。
很多人都会问，桥梁防撞系统能百分之百防止船舶撞击吗？虽然现代桥梁防撞系统已经非常先进，但由于船舶航行的复杂性和不确定性，目前还无法做到百分之百的防止。但通过完善的防撞体系，能大大降低船舶撞击桥梁的概率，减少事故造成的损失。同时，加强水上交通管理，提高船员的安全意识，也是防止船舶撞击桥梁的重要措施。
未来，桥梁防撞技术还将继续向更智能、更精准、更有效的方向发展。更智能的预警系统将采用 AI 和大数据技术，实现船舶航行轨迹的预测，提前发现潜在的危险；更精准的探测技术将采用更高分辨率的雷达和视频识别技术，提高探测的准确性；更有效的防护技术将采用新型材料和结构设计，提高防护效果，减少对船舶和人员的伤害。
桥梁防撞系统，用先进的技术和完善的设施，为跨越江河湖海的桥梁筑起了一道安全屏障。它虽然平时看不见，但却在默默守护着桥梁的安全和水上交通的畅通。中国桥梁建设产业的发展，不仅让我们建成了世界上最先进的桥梁，更建立了完善的桥梁安全保障体系。未来，随着技术的不断进步，我们的桥梁一定会变得更加安全，为我们的出行提供更加坚实的保障。

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▶ 来源：科普中国网
▶ 原文标题：桥梁防撞系统如何防止船舶撞击？雷达探测与主动防护的防灾秘密
▶ 原文链接：https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=707612
▶ 转载时间：2026-09-29