本發(fā)明涉及風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)測(cè)，尤其是涉及一種海上風(fēng)電場(chǎng)綜合監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)方法。

背景技術(shù)：

1、由于海上構(gòu)筑物的“魚礁效應(yīng)”吸引大量海洋生物，漁民和海釣人員進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域，海上風(fēng)電場(chǎng)面臨著外來(lái)船舶和人員闖入造成地設(shè)備損壞、人員傷亡、海纜故障等諸多問題。同時(shí)施工或運(yùn)維廠家為加快工作進(jìn)度，工作人員無(wú)票乘坐入場(chǎng)船舶頂靠機(jī)組或升壓站，導(dǎo)致安全作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法控制。

2、目前已有技術(shù)對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警較為單一，對(duì)已經(jīng)入場(chǎng)的施工或運(yùn)維船舶是否持票作業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別，缺乏保證平臺(tái)作業(yè)人員防落水的監(jiān)護(hù)措施，缺少對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行的在線監(jiān)測(cè)。因此，必須加強(qiáng)對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)維期的安全監(jiān)測(cè)，建立起一套綜合自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種海上風(fēng)電場(chǎng)綜合監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)方法，解決已有技術(shù)對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警較為單一的問題，對(duì)已經(jīng)入場(chǎng)的施工或運(yùn)維船舶是否持票作業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別，缺乏保證平臺(tái)作業(yè)人員防落水的監(jiān)護(hù)措施，缺少對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行的在線監(jiān)測(cè)的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種海上風(fēng)電場(chǎng)綜合監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，包括：電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元、中控系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)；

3、電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)，用于管理風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)工作班組的工作安排及執(zhí)行情況，包括兩票管理、運(yùn)行管理、定期工作管理；

4、數(shù)據(jù)采集單元，用于采集船舶信息、工作班組人員信息、海纜、風(fēng)機(jī)和升壓站安全數(shù)據(jù)，包括ais模塊、雷達(dá)定位裝置、移動(dòng)基站、紅外&微波監(jiān)測(cè)模塊、電子海圖、視頻監(jiān)控、人臉識(shí)別模塊、人員翻越圍欄監(jiān)測(cè)、海纜在線監(jiān)測(cè)、風(fēng)機(jī)及升壓站振動(dòng)監(jiān)測(cè)；

5、中控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)分析和控制模塊；

6、數(shù)據(jù)分析模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)信息，判斷船舶風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)設(shè)定所述預(yù)警模塊的工作狀態(tài)指令；

7、控制模塊，控制模塊與預(yù)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析模塊連接，控制模塊用于根據(jù)處理模塊的工作狀態(tài)指令對(duì)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行控制；

8、預(yù)警系統(tǒng)，用于在檢測(cè)到風(fēng)險(xiǎn)時(shí)向風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的船舶發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警信息，并通過(guò)聲光信號(hào)提醒船舶盡快駛離，并對(duì)進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的三網(wǎng)通信設(shè)備持有者發(fā)送短信提醒，預(yù)警系統(tǒng)的報(bào)警信息同時(shí)反饋至集控中心中控屏供值班人員查看，預(yù)警系統(tǒng)包括短信通知、聲光報(bào)警和vhf通訊模塊。

9、優(yōu)選方案中，數(shù)據(jù)采集單元，具體包括：

10、ais模塊，與中控系統(tǒng)交互連接，用于獲取船舶信息，并將船舶信息發(fā)送到中控系統(tǒng)，船舶信息包括：靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息、航次信息以及安全信息；

11、雷達(dá)定位裝置，與中控系統(tǒng)交互連接，用于獲取進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的船舶的距離與方位，將船舶的距離與方位發(fā)送到中控系統(tǒng)；

12、移動(dòng)基站，與中控系統(tǒng)交互連接，為風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備和用戶提供網(wǎng)絡(luò)及通信，同時(shí)用戶進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域會(huì)收到短信通知；

13、紅外&微波監(jiān)測(cè)模塊，與中控系統(tǒng)交互連接，紅外和微波傳感器用于對(duì)進(jìn)入一級(jí)警戒區(qū)域船舶的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)未安裝ais模塊的小漁船，將預(yù)警信號(hào)發(fā)送到中控系統(tǒng)；

14、電子海圖，設(shè)置有三級(jí)警戒區(qū)域，從內(nèi)向外依次為一級(jí)警戒區(qū)域、二級(jí)警戒區(qū)域和三級(jí)警戒區(qū)域，中控系統(tǒng)信號(hào)顏色顯示分別為紅、黃、藍(lán)；

15、視頻監(jiān)控，與中控系統(tǒng)連接，當(dāng)中控系統(tǒng)分析船舶進(jìn)入二級(jí)警戒區(qū)時(shí)保持跟蹤，船舶進(jìn)入一級(jí)警戒區(qū)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤錄像，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組進(jìn)行有效防護(hù)；

16、人臉識(shí)別模塊，與中控系統(tǒng)連接，用于將待檢測(cè)目標(biāo)與電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)中工作班組成員人臉信息進(jìn)行匹配；

17、人員翻越圍欄監(jiān)測(cè)，與所述中控系統(tǒng)連接，對(duì)已經(jīng)許可工作的工作班成員實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止出現(xiàn)人員落水事故；

18、海纜在線監(jiān)測(cè)，與中控系統(tǒng)連接，用于檢查海底電纜的狀態(tài)，包括溫度監(jiān)測(cè)模塊、應(yīng)力監(jiān)測(cè)模塊、擾動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊、ais定位模塊和故障定位模塊；

19、風(fēng)機(jī)及升壓站振動(dòng)監(jiān)測(cè)，與中控系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)進(jìn)行風(fēng)機(jī)和升壓站樁基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)，保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全。

20、優(yōu)選方案中，依據(jù)電子海圖，設(shè)置三級(jí)警戒區(qū)域，具體包括：

21、一級(jí)警戒區(qū)域?yàn)榧t外&微波監(jiān)測(cè)模塊控制風(fēng)機(jī)或升壓站外10m范圍內(nèi)；

22、二級(jí)警戒區(qū)為風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域海纜敷設(shè)區(qū)域，通過(guò)ais模塊、雷達(dá)定位裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控；

23、三級(jí)警戒區(qū)為風(fēng)電場(chǎng)范圍。

24、優(yōu)選方案中，人臉識(shí)別模塊，具體過(guò)程為：工作班成員達(dá)到風(fēng)機(jī)或升壓站平臺(tái)后，通過(guò)電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)中工作班組成員人臉信息進(jìn)行匹配，匹配成功后才可執(zhí)行安全措施開展工作。

25、優(yōu)選方案中，海纜在線監(jiān)測(cè)中，當(dāng)船舶進(jìn)入二級(jí)警戒區(qū)域，信號(hào)反饋中控系統(tǒng)提醒值班人員注意海纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)啟動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)向外來(lái)船舶警告不可拋錨，當(dāng)船舶長(zhǎng)時(shí)間停留在二級(jí)警戒區(qū)域時(shí)，中控系統(tǒng)信號(hào)顏色顯示由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色；當(dāng)船舶進(jìn)行拋錨時(shí)，海纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拋錨點(diǎn)，確保海纜錨斷后可準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。

26、優(yōu)選方案中，預(yù)警系統(tǒng)中，短信通知、vhf通訊模塊和聲光報(bào)警，具體為：

27、短信通知，利用風(fēng)電場(chǎng)的移動(dòng)基站對(duì)進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的三網(wǎng)通信設(shè)備持有者發(fā)送短信，提醒人員已進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域；

28、vhf通訊模塊，進(jìn)行即時(shí)通信，向周圍船舶播發(fā)語(yǔ)音報(bào)警信息；

29、聲光報(bào)警，利用聲光報(bào)警器，開啟強(qiáng)高音廣播和強(qiáng)光照射提醒船舶盡快駛離。

30、本發(fā)明還提供一種海上風(fēng)電場(chǎng)綜合監(jiān)測(cè)與預(yù)警方法，包括以下步驟：

31、s1、船舶進(jìn)入三級(jí)警戒區(qū)，通過(guò)短信通知對(duì)船舶進(jìn)行提醒，利用電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)中入場(chǎng)船舶ais信息，通過(guò)中控系統(tǒng)判斷船舶是否為入場(chǎng)施工或運(yùn)維船舶，判斷為外來(lái)船舶時(shí)，轉(zhuǎn)至s2，判斷為入場(chǎng)施工或運(yùn)維船舶時(shí)，轉(zhuǎn)至s3；

32、s2、對(duì)于外來(lái)船舶，具體操作如下：

33、船舶進(jìn)入二級(jí)警戒區(qū)時(shí)，對(duì)船舶進(jìn)行vhf通訊提醒，并集控中控屏提醒；

34、當(dāng)船舶長(zhǎng)時(shí)間停留在二級(jí)警戒區(qū)域時(shí)，對(duì)船舶進(jìn)行vhf通訊和聲光警告，開啟視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)跟蹤，并集控中控屏預(yù)警；

35、船舶進(jìn)入一級(jí)警戒區(qū)，對(duì)船舶進(jìn)行vhf通訊和聲光警告，開啟視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)跟蹤，并集控中控屏預(yù)警；

36、s3、對(duì)于入場(chǎng)施工或運(yùn)維船舶，具體操作如下：

37、進(jìn)入三級(jí)警戒區(qū)時(shí)，中控系統(tǒng)利用電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)判斷該船舶是否持有兩票工作任務(wù)，判斷為無(wú)風(fēng)電場(chǎng)兩票工作任務(wù)時(shí)，轉(zhuǎn)至s4，判斷為有風(fēng)電場(chǎng)兩票工作任務(wù)時(shí)，轉(zhuǎn)至s5；

38、s4、對(duì)船舶進(jìn)行vhf通訊和聲光警告，開啟視頻監(jiān)控，并集控中控屏預(yù)警；

39、s5、船舶進(jìn)入二級(jí)警戒區(qū)時(shí)，集控中控屏提醒并顯示船舶軌跡，當(dāng)船舶長(zhǎng)時(shí)間停留在二級(jí)警戒區(qū)域時(shí)，對(duì)船舶進(jìn)行vhf通訊提醒，并集控中控屏預(yù)警；

40、船舶進(jìn)入一級(jí)警戒區(qū)時(shí)，集控中控屏提醒并顯示船舶軌跡，根據(jù)船舶軌跡判斷預(yù)計(jì)任務(wù)地，中控系統(tǒng)判斷乘坐該船舶工作班組是否持有預(yù)計(jì)任務(wù)地對(duì)應(yīng)的作業(yè)任務(wù)工作票或操作票，即，頂靠風(fēng)機(jī)或升壓站的工作票和操作票的作業(yè)任務(wù)，判斷為無(wú)票頂靠風(fēng)機(jī)或升壓站，轉(zhuǎn)至s6，判斷為有對(duì)應(yīng)的工作票或操作票，轉(zhuǎn)至s7；

41、s6、對(duì)船舶進(jìn)行vhf通訊和聲光警告，開啟視頻監(jiān)控，并集控中控屏預(yù)警；

42、s7、中控系統(tǒng)下達(dá)指令允許船舶頂靠風(fēng)機(jī)或升壓站，并轉(zhuǎn)至s6；

43、s8、工作班組到達(dá)風(fēng)機(jī)或升壓站平臺(tái)后，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)工作班組進(jìn)行人臉識(shí)別比對(duì)，匹配成功后允許作業(yè)；

44、s9、工作班組到達(dá)風(fēng)機(jī)或升壓站平臺(tái)后，同時(shí)開啟人員翻越欄桿監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保證在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)人員落水情況，監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)記錄，值班人員被預(yù)警后判斷為人員落水，立刻通知開展救援。

45、優(yōu)選方案中中，船舶位于三級(jí)警戒區(qū)、二級(jí)警戒區(qū)和一級(jí)警戒區(qū)時(shí)，中控系統(tǒng)信號(hào)顏色分別顯示藍(lán)色、黃色和紅色，分別對(duì)應(yīng)三級(jí)預(yù)警、二級(jí)預(yù)警和一級(jí)預(yù)警；

46、當(dāng)船舶長(zhǎng)時(shí)間停留在二級(jí)警戒區(qū)域時(shí)，中控系統(tǒng)信號(hào)顏色顯示由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，提前進(jìn)入一級(jí)預(yù)警。

47、本發(fā)明提供了一種海上風(fēng)電場(chǎng)綜合監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)方法，系統(tǒng)包含電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元、中控系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)收集各類安全相關(guān)數(shù)據(jù)；并通過(guò)多種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)外部環(huán)境的全面感知；中控系統(tǒng)則通過(guò)數(shù)據(jù)分析和控制模塊對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并控制預(yù)警系統(tǒng)的響應(yīng)；預(yù)警系統(tǒng)能夠通過(guò)短信通知、聲光報(bào)警及vhf通訊的方式，在檢測(cè)到潛在威脅時(shí)及時(shí)通知相關(guān)人員，并采取相應(yīng)措施保障風(fēng)電場(chǎng)的安全運(yùn)營(yíng)。此外，本系統(tǒng)還設(shè)置了三級(jí)警戒區(qū)域，并結(jié)合人臉識(shí)別和人員翻越圍欄監(jiān)測(cè)等功能，確保風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)工作人員的安全。本發(fā)明旨在通過(guò)智能化手段提升海上風(fēng)電場(chǎng)的安全管理水平，預(yù)防和減少事故發(fā)生，保障人員和設(shè)備的安全。

48、本發(fā)明的有益效果在于：

49、1）通過(guò)ais模塊、雷達(dá)定位裝置、移動(dòng)基站、紅外&微波監(jiān)測(cè)模塊、電子海圖和視頻監(jiān)控全面綜合進(jìn)行24小時(shí)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)。紅外&微波監(jiān)測(cè)模塊價(jià)格廉價(jià)實(shí)用，可監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)和升壓站10m范圍內(nèi)無(wú)ais模塊、雷達(dá)定位裝置的小漁船，防止?jié)O民進(jìn)入風(fēng)機(jī)和升壓站導(dǎo)致設(shè)備損壞或者安全事故發(fā)生；

50、2）采用海纜在線監(jiān)測(cè)和風(fēng)機(jī)及升壓站振動(dòng)監(jiān)測(cè)保證海纜和機(jī)組的安全；

51、3）采用人員翻越圍欄監(jiān)測(cè)保證人員安全，可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)人員落水事件的發(fā)生并進(jìn)行預(yù)警，通知開展救援；

52、4）采用工作班組人臉識(shí)別保證持票工作班組成員與兩票工作人員匹配，防止出現(xiàn)三違問題帶來(lái)的安全生產(chǎn)事故；

53、5）中控系統(tǒng)通過(guò)電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)判斷工作班組乘坐船舶是否有兩票記錄，防止無(wú)票作業(yè)發(fā)生；。

54、6）通過(guò)短信通知、聲光報(bào)警和vhf通訊模塊對(duì)船舶進(jìn)行提醒和警告，防止船舶拋錨和無(wú)票作業(yè)導(dǎo)致的事故發(fā)生。值班人員可以第一時(shí)間獲取傳輸至集控中心中控屏的相關(guān)預(yù)警信號(hào)